- Phỏt triển tinh thể
3. Cỏc yếu tố ảnh hưởng đến quỏ trỡnh tổng hợp zeolit.
3.2. kiềm của dung dịch
Khoảng pH cho dung dịch tổng hợp zeolit là 9 - 13. Trong dung dich cỏc ion OH- đúng vai trũ xỳc tỏc trọng yếu cho quỏ trỡnh kết tinh được coi là tỏc nhõn khoỏng húa.
Tốc độ tạo mầm và tốc độ kết tinh bị ảnh hưởng bởi độ kiềm của mụi trường. Hơn nữa, độ kiềm cũn ảnh hưởng đến tỉ lệ Si/Al trong sản phẩm thậm chớ cũn ảnh hưởng đến hỡnh thỏi Zeolit.
Trong quỏ trỡnh Zeolit húa, độ kiềm tự thay đổi. Đầu tiờn pH giảm dần do sự thủy phõn cỏc Aluminosilicat tiờu thụ cỏc ion OH-, cỏc ion OH- là cỏc ligan nằm trong cỏc phức chứa cỏc cation Al3+ và Si4+ ở cỏc tứ diện liờn hợp. Trong quỏ trỡnh hỡnh thành tinh thể qua cỏc phản ứng ngưng tụ pH lại tăng lờn do cỏc ligan hydroxyl được giải phúng khi hỡnh thành cấu trỳc nối oxo ( -O- ) của khung mạng zeolit. Sự tăng pH xẩy ra đồng thời với giai đoạn phỏt triển tinh thể tự xỳc tỏc.
Nhỡn chung khi tăng pH, tăng tốc độ phỏt triển tinh thể và rỳt ngắn được thời gian cảm ứng ( thời kỳ trước khi hỡnh thành nhõn ) bằng việc tăng nồng độ cỏc tiền chất, sự hũa tan gel vụ định hỡnh được xỳc tỏc bởi OH-
ảnh hưởng - Tạo mầm - Kết tinh - Tỉ lệ Si/Al - Hỡnh thỏi pH
- Quỏ trỡnh zeolit húa
xẩy ra theo cơ chế SN.
Hỡnh 21: Ảnh hưởng của pH đến động học của quỏ trỡnh kết tinh
Một ảnh hưởng quan trọng khỏc của độ kiềm là làm thay đổi tỉ lệ Si/Al trong sản phẩm. Tỉ lệ Si/Al cú khuynh hướng giảm khi pH giảm. Điều này được giải thớch rất rừ theo cơ chế ngưng tụ nucleophit mà tỏc nhõn là cỏc anion Si-O- hoặc ( Si-OH ). Khi tăng pH thỡ cỏc đoạn Silicat này tăng độ deprotonat, tốc độ ngưng tụ của đoạn silicat với đoạn khỏc giảm. Trong khoảng pH nhạy cảm, ion Al3+ cú mặt trong dung dịch ở dạng Aluminat Al(OH)-
4và tốc độ ngưng tụ của cỏc đoạn silicat và cỏc ion Aluminat ớt bị ảnh hưởng bởi pH hơn. Giới hạn thấp nhất của tỉ lệ Si/Al là 1 ( theo quy tắc Lowenstain) khi đú quỏ trỡnh kết tinh xẩy ra trong mụi trường rất kiềm,
ở đú chỉ cú cỏc monoSilicat ngưng tụ với Aluminat.
pH cũn ảnh hưởng đến hỡnh dạng của tinh thể sản phẩm. pH cao, độ quỏ bóo hũa tăng dẫn đến tăng động lực quỏ trỡnh tạo mầm và phỏt triển tinh thể nờn cỏc tinh thể tạo thành thường cú hỡnh thỏi rất khú đồng nhất. Tại pH cao, cỏc tinh thể cú thể bị hũa tan một phần, điều này cũng dẫn đến