Zeolite X,Y thuộc họ vật liệệ̣u faujasite, cóớ́ cùng kiểu cấu trúc tinh thể vớớ́i mã cấu trúc quốc tế làà̀ FAU. Công thức hóớ́a học của zeolite tiêu biểu dạng natri ứng vớớ́i một số mạng cơ sở làà̀: NaxAlxSi192.xO384.yH2O. Zeolite X,Y được Breck (hãng Carbide) tìm ra lần đầu tiên vàà̀o năm 1964 ( theo Nguyễn Thị Huyền, 2014) Cáớ́c dữ liệệ̣u tinh thể học của hai loại zeolite như sau:
- Công thức tế bàà̀o đơn vị (dạng natri):
+ Zeolite X: Na86[(AlO2)86(SiO2)106].260H2O
+ Zeolite Y:
Na56[(AlO2)56(SiO2)136].260H2O - SBU: vòng 6, vòng kép 6 -6
- Kiểu đối xứng: Lập phương (rubic), nhóớ́m không gian : Fd3m - Hệệ̣ thống mao quản: 3 chiều, cửa sổ vịng 12 oxi, đườà̀ng kính mao quản
Để phân biệệ̣t Zeolite X vàà̀ Y ngườà̀i ta dựệ̣a vàà̀o tỷ số Si/Al. ( Đàà̀o Quốc Tùy, 2008), zeolite X cóớ́ tỷ số Si/Al làà̀ 1÷ 1.5 vàà̀ zeolite Y tỷ số nàà̀y bằng 1.5 ÷ 3.
Giống như Zeolite A, đơn vị cấu trúc cơ bản của faujasite làà̀ sodalite cóớ́ dạng báớ́t diệệ̣n cụt 8 mặt lục giáớ́c vàà̀ cóớ́ 6 mặt vuông do 24 tứ diệệ̣n TO4 ghép lại. Theo kiểu khung nàà̀y thì mỗi ơ mạng cơ sở của zeolite X,Y đều chứa 192 tứ diên SiO4 vàà̀ AlO4-, tổng số nguyên tử oxi làà̀ 384. Kháớ́c vớớ́i zeolite A cóớ́ cấu trúc được hình thàà̀nh bằng cáớ́ch ghép nối cáớ́c sodalite thơng qua lăng trụ 4 mặt nên cáớ́c hốc lớớ́n được thơng vớớ́i nhau thơng qua vịng oxi 8 cạnh vớớ́i kích thướớ́c trong khoảng từ 4 – 5 Å thì ở zeolite X vàà̀ Y cáớ́c hộc lớớ́n được thông vớớ́i nhau thơng qua vịng oxi 12 cạnh cóớ́ kích thướớ́c lớớ́n hơn, xấp xỉ 8 - 10 Å. Hốc lớớ́n của zeolite X vàà̀ Y cóớ́ đườà̀ng kính khoảng 13Å vớớ́i thể tích khoảng 811 (Å)3 vàà̀ được nối thông qua 4 hốc lớớ́n kháớ́c thơng qua vịng oxi 12 cạnh. Chính kích thướớ́c cửa sổ nàà̀y quyết định đến độ chọn lọc hình dạng của mỗi zeolite. Cáớ́c tâm hoạt động xúc táớ́c cho nhiều phản ứng hầu hết nằm trong hốc lớớ́n. Ngoàà̀i ra trong cấu trúc cuả faujasite còn chứa một hệệ̣ thống mao quản thứ cấp, gồm cóớ́ cáớ́c hốc sodalite vớớ́i kích thướớ́c nhỏ hơn vàà̀ cáớ́c lăng trụ lục giáớ́c nối tiếp. Cáớ́c vòng 6 cạnh của hơc sodalite cóớ́ đườà̀ng kính ~ 2.4 Å. Do hệệ̣ thống mao quản thứ cấp cóớ́ độ rộng nhỏ hơn nhiều kích thướớ́c phân tử nên thườà̀ng ít được quan tâm trong lĩnh vựệ̣c xức táớ́c. Chủ yếu ngườà̀i ta quan tâm đến hốc lớớ́n cóớ́ đườà̀ng kính làà̀ 7.4 Å
Hình 1.8: a) Cấấ́u trúc không gian của báấ́t diệỆ̣n cụt