Chƣơng 1 : TỔNG QUAN
1.7. Ứng dụng của zeolit
Việc tìm ra zeolit và tổng hợp được chúng đã tạo ra bước ngoặt lớn trong cơng nghiệp lọc hóa dầu và các ngành có liên quan như nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, y tế...
1.7.1. ng dụng trong c ng nghiệp
- ng dụng zeolit trong sản xuất chất giặt rửa: ứng dụng zeolit trong sản xuất chất giặt rửa chủ yếu là khai thác tính chất trao đổi cation của nó [9].
- ng dụng zeolit làm chất xúc tác: hầu như toàn bộ xăng được sản xuất từ dầu mỏ đều phải sử dụng xúc tác zeolit qua quá trình cracking xúc tác lưu thể (FCC).
Zeolit là xúc tác cực kỳ quan trọng trong cơng nghiệp lọc hố dầu do những ưu điểm sau:
+ Zeolit có bề mặt riêng lớn do đó có khả năng hấp thụ cao, tính hấp thụ của zeolit có thể được khống chế và thay đổi tuỳ thuộc vào tính ưa nước hay kị nước của vật liệu.
+ Có thể điều chỉnh được lực axit và nồng độ tâm axit trong zeolit cho phù hợp với từng phản ứng cụ thể.
+ Kích thước của các mao quản của zeolit phù hợp với nhiều phân tử có kích cỡ từ 5Å đến 12Å. Mặt khác trong zeolit tồn tại điện trường mạch nên các phân tử tham gia phản ứng được hoạt hoá trong mao quản tốc độ phản ứng sẽ nhanh.
+ Mặt khác, zeolit có tính chọn lọc nguyên liệu cơ chế sản phẩm, zeolit có tính bền nhiệt và thuỷ nhiệt tốt.
- ng dụng zeolit để điều chế cồn tuyệt đối và sản xuất nhiên liệu sạch [4]:
có thể sử dụng zeolit 3A làm chất hấp phụ chọn lọc nước để thu được cồn tuyệt đối từ cồn công nghiệp. Tính chất này của zeolit cũng có thể ứng dụng để sản xuất nhiên liệu sạch.
- ng dụng zeolit trong các q trình làm khơ khác: do nước bị hấp phụ trên zeolit dễ dàng loại bỏ bằng cách đun nóng mà vẫn có thể sử dụng lại nhiều lần.
- Sử dụng zeolit trong tàng trữ nhiệt năng [9]: zeolit có thể hấp phụ một
lượng nước rất lớn, khi đun nóng zeolit các phân tử nước thốt ra ngồi mạng lưới đồng thời nhiệt năng được giữ lại trong zeolit, đó là q trình thu nhiệt. Khi zeolit hấp thụ lại nước, thì nhiệt năng được giải thốt, đó là q trình phát nhiệt.
- ng dụng của Zeolit trong phân tách hỗn hợp và tinh chế: đối với các phân tử có kích thước khác nhau và tính chất điện tử khác nhau, zeolit có ái lực khác nhau, do đó có thể dùng zeolit để tách và tinh chế các hỗn hợp và các hợp chất một cách thuận tiện [9].
1.7.2. ng dụng trong x lí nhi m m i trư ng
- Khử các chất phóng xạ cesi và stronti trong cơng nghiệp ngun tử: do độ bền zeolit, nhất là zeolit clinoptilolit, khi có mặt bức xạ ion hóa và trong dung dịch nước ở nhiệt độ cao nên các chất trao đổi ion vơ cơ loại này có những ưu thế nổi bật trong việc tách và tinh chế các chất phóng xạ [9].
- Xử lý các kim loại trong nước: dựa vào đặc điểm của zeolit có khả năng trao đổi ion người ta sử dụng zeolit tự nhiên và zeolit tổng hợp để xử lý các cation
độc hại trong nước như NH4+
, Cu2+, Pb2+ vì trong zeolit tổng hợp thường có chứa
các kim loại kiềm (ví dụ Na+) dễ bị tách ra ngồi theo phản ứng:
(Với n < m).
- Loại trừ amoni khỏi nước thải thành phố: khi dùng zeolit clinoptilolit, thì độ lựa chọn với ion amoni rất cao vì vậy có thể xử lí ion amoni trong nước hay khí amoniac trong khơng khí [9].
- Loại bỏ, thu hồi, tách kim loại và xử lí các chất hữu cơ: zeolit có độ lựa chọn cao đối với nhiều kim loại nặng. Do đó, chất trao đổi ion zeolit được xem là có thể sử dụng để thu hồi các kim loại quý [9].
- Xử lý nước thải: do bề mặt riêng lớn của các zeolit tự nhiên như Mordenit, Clenoptilonit nên khả năng “giữ bẩn” của zeolit là lớn. Ví dụ, Clenoptilonit có thể lọc khơng những hạt huyền phù lớn mà cả hạt keo có nguồn gốc vơ cơ và hữu cơ. Nó có thể
lọc được nước có độ đục cao 30 – 70 mg/l. Ngồi ra cịn có thể lọc vi khuẩn.
- Xử lý khí thải: Sử dụng xúc tác CuZSM-5, hoặc zeolit trong bộ 3 lớp để đưa chất
thải độc hại về dạng khơng độc: CO2, NO2, ngồi ra cịn có zeolit Y cùng một số nguyên
tố đất hiếm: Co, La, Nd mang trên zeolit cũng có khả năng xử lý chất thải.
1.7.3. ng dụng trong n ng nghiệp
- Zeolit làm tăng hiệu quả phân bón và tơi xốp đất canh tác: do khả năng trao
đổi ion, zeolit khi được thêm vào phân bón có tác dụng giữ lại nitơ dưới dạng NH4+
và cation K+, cũng như các cation canxi, magie, và các nguyên tố vi lượng, vì thế
giảm khả năng bị rửa trơi, mất mát chất dinh dưỡng, tăng khả năng hấp phụ phân bón của cây trồng.
- Zeolit trong thủy canh: người ta đã nghiên cứu việc loại NH4+ qua trao đổi
ion trên zeolit, phương pháp này có giá thành r mà lại hiệu quả [9].
- Zeolit trong chăn nuôi gia súc: zeolit tự nhiên vừa dùng làm thức ăn bổ sung khoáng vi lượng nuôi dưỡng gia súc, gia cầm, nuôi trồng thủy sản, vừa làm chất đệm chuồng ni gia súc, gia cầm, nó hút mùi hơi thối, diệt khuẩn, vừa làm chất lọc nước sạch môi trường nuôi trồng thủy sản [5].
1.7.4. ng dụng trong y dược
- Tái sinh các dung dịch chất thẩm tích của thận nhân tạo: zeolit có thể hồn thiện khả năng của zirconi phosphat trong quá trình tái sinh sản phẩm thẩm tích.
- ng dụng sản xuất oxi cho bệnh viện từ khơng khí: zeolit có thể hấp phụ nitơ mạnh hơn oxi, mặt khác nó cịn có khả năng hấp phụ một số tạp chất và lượng ẩm ra khỏi khơng khí, vì vậy dịng khí sau khi đi qua zeolit sẽ là một dịng khí giàu oxi tốt cho sức khỏe [9].
- Hiệu quả kháng khuẩn của zeolit [9].