I. PHÂN TÍCH CẤU TRÚC CỦA TRO THAN BAY:
1.1. Phản tích thánh phấn nguyên tố:
Tro bay được sinh ra trong quá trình đốt than của nhà máy nhiệt điện, như ta đã biết đó là những hạt rắn có kích thước tương đối bé, bề mặt riêng lớn và thành phần của chúng ngồi các khống v i lượng chủ yếu là các loại ơ x ít như: A I0O3, MgO, CaO, S i02. Các thực nghiệm xác định thành phần nguyên tố đã được tiến hành như mô tả ưong phần thực nghiệm và kết quả được cho ờ bảng 5, trang 28 cho thấy ti lệ S i02 / A I2O3 ( «1:4 ) là thích hợp cho việc tổng hợp zeoliL
1 2 . Phàn tích phổ hồng ngoại:
Phổ hổng ngoại ưong vùng 400-500 cm' 1 của tro than bay sau khi sử lý kiềm ( hình 5, trang 29 ), đặc ưưng cho các dao động biến dạng của các liên kết bền Ưong tứ diện T04 ( T= A I, Si ), tuy nhiên nó khơng đác trung cho cấu trúc tinh thể bởi cà pha vơ định hình và pha tinh thể chứa các tứ diện TO4 đều xuất hiện đám phổ này.
Đám phổ 500-600 cm' 1 đặc trung cho các dao động vòng kép. Nó đặc trung cho trạng thái tinh thể của ưo than bay sau khi sử lỹ.
Quang phổ hổng ngoại thể hiện sự hấp thụ mạnh ờ 985,5 cm' 1 biểu diễn dao động hoá trị của liên kết — Si — o — . Đồng thời sự hấp thụ tia hổng ngoại khoảng 3484 cm' 1 và 1620 an’1 thể biện dao động hoá t iị và dao động b iố i dạng của liên kết o — H. Điều này đủ ra rằng sàn phẩm có chứa nhóm hidroxi. Các kết
1.3. Phàn tích nhiẻu xạ tia X.
Phương pháp nhiễu xạ tia X cho phép phân loại các dạng cáu trúc tinh thể của một chất, phát hiện các pha tinh thể tạp và đánh giá mức độ kết tinh của chất đó. Giản đồ nhiễu xạ của các mẫu tro bay được ghi trên máy nhiẽu xạ tia X của hãng SEMENS ( hỉnh 6, trang30 ) .
Giản đổ nhiễu xạ tia X của tro bay tníớc và sau khi sử lỷ kiềm cho biết thành phần tinh thể trong sản phẩm khá phức tạp, nếu như tro bay ban đầu chỉ có quartz, m u llit cịn Lại là các chất dạng vơ định hình thì sản phẩm sau khi sử lỷ với kiềm có khá nhiều loại tinh thể và zeolit khác nhau.
Kết quả chỉ ra trong sản phẩm sau khi sử lý kiềm có: - Quartz: S i02 38,2%. - M uIIit: Al«Si20 13 12,24%. Cịn lạ i là các loại sau:
- Sodium Aluminum oxide Silicat Zeolit Zh:
Na2A I20 3.2,l S i02.xH20 . - Sodium Aluminum Silicat Hydroxide Hydroxy Sodalite:
Na4A l3Si30 j2JcH20 (0 H) - Sodium Aluminum Silicat Hydroxide Hydroxy Unnamed Zeolit:
Na8(AlSi304)6 (0 H )jx H20 .
Các kết quả trên cho thấy chúng tỏ sản phẩm sau khi xử lí kiém 24 giờ có rất nhiều loại zeolit đã hình thành.
Các nhóm hyđroxi của các zeolit này hình thành do tác đụng của proton tự do vào liên kết — Si — o — A I — , proton này sinh ra do quá trình phân ly nước ờ nhiệt độ cao theo sơ đổ sau :
Me (H 20 ) k ------- ► Me (O H )(npl)+ + (k -1 ) H 20 + FT
Trong đó Me là cation trao đổi .
Proton tự do ở trên tán công vào liên kết Si — o — A I làm đứt liên kết Si — o hoặc A I — o tạo thành nhóm hiđroxi mang đặc tính axit. Q trình này xảy ra như sau:
°N / \ J k /DE /
H* ♦ Si .AJ ----- ♦ 'S i +
f p p ? o ? <?
Nhiệt độ cao thường xảy ra quá trình :
° I *? Ỵ V ' ĩ i ?
—o —Si—OH -ỉ- ẠJ—o — ----- > — o — Si— o —A l—o —
1 i I 1
? Ỷ ? ?
Như vây trên bể mặt tro than bay có thể tồn tại các nhóm hidroxy sau
I OH Q ? (!)
V 0H X - o X L Ị
? ? í ĩ
n r a
Theo thuyết axit thì các tâm họat động trên bề măt nhóm nhơm silica là những nhóm hidroxi có proton linh động. Điểu này có thể giải thích các q trình hấp phụ hoá học, vật lý phức tạp của sẩn phẩm tổng hợp. Sự hấp phụ vật lỹ là quá trình hấp phụ thuận nghịch do bề mặt riêng chất hấp phụ quyết định còn hấp phụ hoá học là sự hấp phụ bất thuận nghịch do có tạo ra liên kết giữa chất hấp phụ và chất b ị hấp phụ. Quá trình hấp phụ hố học do các tâm hoạt động đóng vai trị quyết định.
n . NGẢN CHẶN Sự LAN TỎA CỦA Đ IO XIN