- Phỏt triển tinh thể
3.4.Ảnh hưởng của chất tạo cấu trỳc ( template)
3. Cỏc yếu tố ảnh hưởng đến quỏ trỡnh tổng hợp zeolit.
3.4.Ảnh hưởng của chất tạo cấu trỳc ( template)
Trong quỏ trỡnh tổng hợp Zeolit, template hữu cơ ( cỏc ankylamoni bậc bốn ) cú một vai trũ rất quan trọng. Chỳng cú tỏc dụng điều chỉnh pH của gel, định hướng và lõu bền cấu trỳc, làm đầy thể tớch rỗng của mao quản Zeolit tạo ra. Tuy nhiờn việc sử dụng template hữu cơ dẫn đến giỏ thành sản phẩm cao, độc hại và ăn mũn thiết bị. Nhưng khi khụng cú mặt template quỏ trỡnh kết tinh thường xẩy ra với tốc độ chậm hơn nhiều, đũi hỏi điều kiện tổng hợp khắt khe hơn. Để khắc phục bất lợi này người ta sử dụng chất gõy mầm trong tổng hợp Zeolit.
Đú là thờm một lượng nhỏ cỏc tinh thể mầm phõn tỏn ( cú thể tinh thể hoàn chỉnh hoặc chưa hoàn chỉnh ) vào một hệ gel quỏ bóo hũa với mục đớch làm tăng tốc độ quỏ trỡnh kết tinh zeolit. Mặc dự, kỹ thuật này được
biết đến từ rất lõu nhưng cơ chế tỏc động cũng như bản chất ảnh hưởng của chỳng đến cỏc giai đoạn tạo nhõn, phỏt triển tinh thể đến hiệu suất, đặc tớnh của sản phẩm vẫn chưa được làm sỏng tỏ.
Trong quỏ trỡnh tổng hợp thường gặp cỏc chất tạo cấu trỳc sau: a. Loại phõn tử tớch điện ( cation )
Loại này được sử dụng nhiều trong quỏ trỡnh tổng hợp zeolit vỡ chỳng khụng chỉ định hướng cấu trỳc mà cũn ảnh hưởng tới tốc độ quỏ trỡnh kết tinh. Cỏc cation này thường là Na+, Li+, Cs+, K+, Rb+, Ca2+, Sr2+hoặc ( như tetramethylammoni (TMA+), tetraethyl-ammoni(TEA+),tetrapropylammoni (TPA+)), dialkylamin, trialkylamin và cỏc muối chứa photpho.
b. Loại phõn tử trung hũa
Tỏc nhõn này phổ biến nhất là nước. Ngoài ra cũn cú cỏc amin, ete và rượu. Nước ở đõy khụng những đúng vai trũ mụi trường và chất phản ứng, mà cũn xỳc tiờn định dạng cấu trỳc zeolit trong quỏ trỡnh phỏt triển tinh thể bằng cỏch choỏn đầy hệ thống lỗ nhỏ, do đú làm bền mạng lưới.
c. Loại cặp ion:
Thường gặp là cỏc phõn tử muối NaCl, KCl, KBr, CaF2, BaCl2, BaBr2. Cỏc muối này cũng cú khả năng làm bền cấu trỳc khi chỳng tồn tại trong hệ thống mao quản của zeolit. Chỳng cũn cú thể định hướng hỡnh thành cỏc zeolit khỏc nhau, xỳc tiến quỏ trỡnh kết tinh và làm tăng độ kết tinh. Ngoài ra cũn cú thể tạo cấu trỳc bằng việc thờm một lượng nhỏ cỏc tinh thể mầm phõn tỏn ( cú thể hoàn chỉnh hoặc chưa hồn chỉnh ) vào hệ gel quỏ bóo hũa với mục đớch làm tăng tốc độ quỏ trỡnh kết tinh.