22
1.3.2 Các loại vật liệu silicat hấp phụ
1.3.2.1 Các yêu cầu chất hấp phụ
Những ch t h p phụ thƣờng dùng có hình dạng viên cầu, dạng que hay dạng khuôn mẫu với án kính vào khoảng 0,25 – 5 mm. Chúng thƣờng có khả năng chống mài mòn cao, ền nhiệt và kích thƣớc đƣờng kính nhỏ, có diện tích ề mặt lớn và khả năng h p phụ cao. Những ch t h p phụ phải có những c u trúc riêng iệt để có thể chuyển nhanh các pha khí lỏng vào lỗ xốp.
Chúng thƣờng có a loại nhƣ sau:
Những hợp ch t chứa oxi, điển hình của những vật liệu có phân vùng phân cực và ƣa nƣớc nhƣ vật liệu zeolitem silicagel.
Những hợp ch t car on, vùng kỵ nƣớc và không phân cực, ao gồm các loại nhƣ than hoạt tính và graphite.
Những loại nhựa – có cả các vùng phân cực và không phân cực trong c u trúc ma trận lỗ xốp.
1.3.2.2 Một số chất hấp phụ thường gặp
Silica gel
Silica gel là ch t trơ về mặt hóa học, không độc và ền nhiệt là dạng xốp của SiO2. Nó đƣợc tạo thành từ phản ứng giữa natri silicat và axit axetic, với những điều kiện phản ứng khác nhau sẽ cho sản phẩm có thể tích lỗ xốp khác nhau. Silica gel thƣờng đƣợc dùng trong các quá trình hút ẩm, xử lý khí và h p phụ các hidrocar on nặng trong khí thiên nhiên.
Zeolites
Là khoáng ch t nhôm silicat (aluminosilicat) của một số kim loại nhƣ: Na, K, Ca, Mg; nó có c u trúc vi xốp và có thể gặp nhiều ở trạng thái tự nhiên hay nhân tạo. Trong tự nhiên, zeolites đƣợc hình thành từ sự kết hợp giữa đá và tro của núi lửa với các kim loại kiềm hoặc kiềm thổ có trong nƣớc ngầm.
23
Zeolite đƣợc ứng dụng rộng rãi với nhiều mục đích khác nhau nhƣ làm ch t h p phụ trong xử lý môi trƣờng, loại ỏ CO2 từ khí thiên nhiên, khí CO từ khí reforming, hay quá trình tách khí, hoặc trong quá trình cracking xúc tác và tổng hợp xúc tác cho quá trình reforming.
Than hoạt tính
Than hoạt tính thƣờng có dạng viên nhỏ hay dạng ột có c u trúc vô định hình.Than hoạt tính đƣợc sản xu t từ vật liệu chứa nhiều car on nhƣ than đá, gỗ, … Quá trình sản xu t ao gồm hai giai đoạn: than hóa và hoạt hóa. Kích thƣớc lỗ xốp là một hàm theo thời gian, đƣợc hình thành trong quá trình hoạt hóa, thời gian dài sẽ tạo ra lỗ xốp lớn.