Đây là một trong những tính chất quan trọng nhất của zeolit. Nó thể hiện ở bản chất các tâm hoạt động trên zeolit. Các nghiên cứu cho thấy, các zeolit dạng natri hầu như không thể hiện tính axit nên không có tính xúc tác. Vì vậy khi sử dụng zeolit làm xúc tác với chức năng axit cần phải trao đổi Na+ bằng H+hoặc bằng các cation đa hóa trị (thường là các cation của các nguyên tố đất hiếm) để tăng độ bền thủy nhiệt và độ bền xúc tác theo thời gian. Khi đó, zeolit được coi là các axit rắn vì có chứa 2 loại tâm axit : Tâm Bronted ( tâm cho ion H+) và tâm Lewis ( tâm nhận cặp electron). Các tâm này có thể hình thành theo 5 cách sau đây [7]:
1. Phân hủy nhiệt zeolit đã trao đổi cation với NH4+
2. Nung zeolit sẽ xảy ra quá trình dehydroxyl hóa cấu trúc, tạo một tâm Lewis từ 2 tâm Bronsted
3. Xử lí zeolit trong môi trường axit (đối với zeolit bền và tỉlệ Si/Al cao)
4. Thủy phân cation đa hóa trị ở nhiệt độ cao 5. Khử cation kim loại chuyển tiếp.
Zeolit có khả năng xúc tác nhờ các đặc tính cấu trúc sau: - Tính chất trao đổi ion và tính chất hấp phụ.
- Thể tích lỗ xốp trong các zeolit rất lớn, cho phép chúng hấp phụ một lượng lớn các chất phản ứng. Như vậy nồng độ các phân tử ở xung quanh tâm hoạt tính sẽ lớn hơn trên bề mặt ngoài, khả năng tương tác và phản ứng sẽ cao hơn, đặc biệt thuận lợi cho các phản ứng lưỡng phân tử như ankyl hóa, chuyển dịch hidrua, oligome hóa…
- Với cấu trúc mao quản đồng nhất, đường kính nhỏ hơn 12Å, các zeolit thể hiện tính chọn lọc rất cao. Quá trình khuếch tán của các tác nhân phản ứng và các
20
sản phẩm trong lỗ xốp của zeolit đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng xúc tác và độ chọn lọc các sản phẩm.
1.6. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình tổng hợp zeolit 1.6.1. Ảnh hƣởng của tỉ lệ Si/Al