- Tinh thể nano tạo thành được làm mỏt ở To phũng, sau đú rửa nước cất trong mỏy ly tõm, tốc độ 1500 rpm trong 45h Dũng súng viba được
(i) Hệ tiến tới một mức độ đặc biệt của chuyển biến hoỏ học trước khi bắt đầu kết tinh.
V.4.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian
Kết tinh thuỷ nhiệt là một quỏ trỡnh hoạt hoỏ. Quỏ trỡnh này chịu ảnh
hưởng trực tiếp của To và thời gian. Nhiệt độ cũng cú ảnh hưởng mạnh
đến kiểu cấu trỳc tinh thể và đối với mỗi loại zeolit luụn tồn tại một giới
hạn về To kết tinh. Việc tổng hợp zeolit ở To cao và P cao làm cho cấu trỳc
zeolit thu được xốp hơn.
Bờn cạnh đú, thời gian kết tinh cũng ảnh hưởng đến tốc độ lớn lờn của
tinh thể. Khi tăng thời gian kết tinh, tốc độ lớn lờn của tinh thể cú xu
hướng tăng nhanh. Tuy nhiờn, zeolit là những pha giả bền và quỏ trỡnh kết
tinh zeolit chớnh là quỏ trỡnh chuyển hoỏ pha liờn tục nờn trong quỏ trỡnh
kết tinh, pha kộm bền sẽ dần chuyển sang cỏc pha khỏc bền hơn về mặt
nhiệt động, vớ dụ cú sự chuyển hoỏ NaY → NaP hoặc NaY → ZSM-4.
Chuyờn đề: Rõy phõn tử và Vật liệu hấp phụ
Nhiệt độ kết tinh của nanozeolit Y thường trong khoảng 80- 100oC. Nhiệt độ càng cao thỡ tốc độ lớn lờn của tinh thể sẽ tăng nhanh hơn tốc độ tạo mầm. Khi nhiệt độ quỏ thấp thỡ làm giảm độ tinh thể và giảm hiệu suất quỏ trỡnh kết tinh trong khi thời gian kết tinh sẽ lõu hơn.
Kớch
thước thướcKớch
Kớch thước
Nhiệt độ Thời gian
Thời gian
Hỡnh 43. Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian và phương phỏp tổng hợp tới kớch thước tinh thể nanozeolit tổng hợp từ hệ gel.
Chuyờn đề: Rõy phõn tử và Vật liệu hấp phụ
Tổng hợp nanozeolit gồm hai quỏ trỡnh: làm già ở nhiệt độ thấp và kết tinh ở nhiệt độ cao hơn. Quỏ trỡnh già húa thường ở To phũng vỡ khi đú quỏ trỡnh tạo mần sẽ ưu tiờn hơn là quỏ trỡnh lớn lờn của tinh thể. Thời gian già húa càng dài thỡ số lượng cỏc mầm càng nhiều và tinh thể thu được cú kớch thước càng nhỏ.
Nhiệt độ giai đoạn kết tinh cú ảnh hưởng lớn đến kớch thước hạt nanozeolit.
Nhiệt độ cao làm tăng tốc độ hũa tan gel, làm mầm tinh thể lớn lờn một cỏch
nhanh chúng. Tức là cỏc hạt tinh thể thu được cú kớch thước lớn sẽ chiếm ưu
thế khi tổng hợp ở To cao. Đồng thời, khi thời gian tổng hợp dài thỡ cỏc mầm tinh thể sẽ cú đủ thời gian để lớn lờn. Do đú, cần phải đặc biệt chỳ ý đến To và thời gian của giai đoạn này.
Hỡnh 44. Phổ nhiễu xạ XRD của mẫu nanozeolit Y với thời gian kết tinh khỏc nhau
Chuyờn đề: Rõy phõn tử và Vật liệu hấp phụ
Một VD thực tế kết tinh nanozeolit Y: Khi tăng thời gian kết tinh từ 53h - 75h - 96h - 120h thỡ kớch thước và độ tinh thể tăng lờn rừ rệt. Trờn phổ XRD, cỏc pic đặc trưng của tinh thể Y đó xuất hiện sau 75h và tăng lờn đỏng kể sau 96h. Khi tăng lờn 120h thỡ pic cú cường độ cao hơn và đỉnh nhiễu xạ cũng thu hẹp lại do độ tinh thể và kớch thước hạt tăng lờn.