4. Chương 5 V-ZEOLIT.pptx

CHƯƠNG 5: CÁC CHẤT XÚC TÁC VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO
ZEOLITE
MOFs (Metal-organic frameworks)
1) Phân loại, đặc điểm, thành phần, cấu trúc
2) Tính chất
3) Ứng dụng
4) Phương pháp điều chế

Lịch sử phát triển của Zeolite
 Năm 1756, Fredrik Cronsted (Thụy Điển) đã phát hiện ra zeolite.
Zeolite là các tinh thể aluminosilicate ngậm nước của kim loại kiềm và kiềm thổ.
Zeolite dựa trên 2 kí tự Hy Lạp là “Zeo” nghĩa là “đun sôi” và “Lithos” nghĩa là
“hòn đá”, vì vậy zeolite còn có nghĩa là đá sôi vì khi khoáng vật bị đốt nóng thì
nhận thấy có hơi nước bốc ra
 Năm 1840, Damour nhận thấy zeolite có thể hấp thụ nước mà không có sự
thay đổi nào trong cấu trúc của nó.

 Năm 1845, Schafhautle đưa ra sự thuỷ nhiệt luyện để tổng hợp quartz (1 loại
thạch anh) bằng cách nung gel silica với nước trong nồi hấp.
 Năm 1858, Eichhorn chỉ ra sự trao đổi ion mang tính thuận nghịch trong
khoáng zeolite.
 Năm 1896, Friedal phát triển ý tưởng về cấu trúc hấp phụ nước của zeolite
sau khi quan sát nhiều loại chất lỏng khác nhau như: alcohol, benzene,
chlorofoem bị hấp phụ nước bởi zeolite.
 Năm 1927, Leonard sử dụng nhiễu xạ tia X để xác định sự bố trí của khoáng
zeolite.
 Đến năm 1930, cấu trúc tinh thể Zeolite được xác định bởi Taylor và Pauling.

 Năm 1932, McBain xây dựng khái nhiệm “rây phân tử” để có thể định nghĩa
về vật liệu xốp, đóng vai trò như 1 cái thang của hợp chất cao phân tử.
 Năm 1949-1954, R.M.Milton và đồng nghiệp của ông là D.W.Breck đã khám
phá ra ứng dụng đầu tiên là sử dụng Zeolit làm khô các khí trong tự nhiên.
 Năm 1956, người ta mới tổng hợp được các loại zeolite đầu tiên. Bắt đầu từ
thời điểm đó các loại zeolite được sử dụng cho công nghiệp.
 Năm 1960, ứng dụng zeolite làm xúc tác trong công nghiệp chế biến
dầu khí, zeolite được đánh giá là đã mang lại biến đổi có tính chất cách
mạng, đã thu hút được sự chú ý của nhiều nhà khoa học trên thế giới và bắt
đầu nghiên cứu khoa học công nghệ, cả về xác định cấu trúc, đánh giá các
tính chất đặc trưng, cũng như những khả năng ứng dụng vô cùng phong
phú của các zeolite.

 Cuối thế kỷ XX, zeolite đã hiểu tương đối sâu rộng và việc nghiên cứu về
zeolite ngày càng tăng .
 Đến nay đã có hơn 48 loại zeolite tự nhiên và trên 200 loại zeolite tổng hợp.
 Có khoảng hơn 15.000 công trình đã công bố và hơn 10.000 phát minh sáng
kiến về tổng hợp zeolite cả về cấu trúc và ứng dụng nó.

1.2. Phân loại zeolite
1.2.1. Theo nguồn gốc
– Zeolite tự nhiên: zeolite tự nhiên được hình thành do đá và các lớp tro núi lửa
phản ứng với nước ngầm có tính kiềm. Những zeolite này được kết tinh và lắng
đọng trong môi trường qua hàng ngàn, hàng triệu năm ở đại dương và các đoạn
sông.
Có hơn 48 loại zeolite tự nhiên đã được tìm thấy nhưng nhìn
chung chúng có độ tinh khiết không cao, mật độ liên kết các tinh thể là không
đồng nhất và thành phần hoá học biến đổi đáng kể nên việc ứng dụng rất hạn
chế. Thường chỉ ứng dụng trong các lĩnh vực không đòi hỏi điều kiện khắt khe
về chất lượng như làm chất độn trong công nghiệp tẩy rửa, dùng hấp phụ làm
sạch môi trường, nước thải.

– Zeolite tổng hợp : rất đa dạng, có trên 200 loại đã được tổng hợp từ các nguồn
khác nhau. Do có độ tinh khiết cao, thành phần đồng nhất, có thể điều chỉnh
điều kích thước mao quản thông qua các điều kiện khác nhau trong quá trình
tổng hợp nên rất phù hợp trong nghiên cứu và ứng dụng công nghiệp.

1.2.2. Theo đường kính mao quản
– Zeolite có mao quản nhỏ (đường kính bé hơn 5Å) như zeolite A, P.
– Zeolite có mao quản trung bình (đường kính 5Å - 6Å) như zeolite ZSM-5.
– Zeolite có mao quản lớn (đường kính 7Å - 15Å) như zeolite X, Y.
Zeolite A Zeolite Y

Zeolite ZSM-5

Kênh thẳng elip Gần kênh tròn

Analcime Tinh thể V2O5
Loại có hệ mao quản một chiều không có sự giao nhau giữa các mao quản như
đối với analcime.
1.2.3. Theo chiều hướng không gian của các kênh trong cấu trúc mao quản

Loại có hệ mao quản hai chiều như mordenit.

Loại có hệ mao quản ba chiều, các mao quản thông với nhau.

1.2.4. Phân loại theo tỉ lệ Si/Al
 Zeolite hàm lượng silic thấp (Si/Al = 1 - 1,5) như zeolite A, X.
Zeolite hàm lượng silic trung bình (Si/Al = 2 - 5) như zeolite Y, chabazit...
 Zeolite hàm lượng silic cao (ZSM-5).
 Zeolite giàu nhôm: là zeolite có tỉ lệ Si/Al ≥1 có chứa hàm lượng cation bù
trừ cực đại có nghĩa là nó có dung lượng trao đổi ion lớn nhất so với các
loại zeolite khác. Sự trao đổi các loại cation bù trừ khác nhau sẽ làm thay
đổi kích thước cửa sổ mao quản.
 Quy tắc của Lowenstein: Cấu trúc zeolite không tồn tại liên kết Al– O –Al
mà chỉ có dạng liên kết Si – O – Si và Si– O –Al. Do vậy, hàm lượng silic
trong zeolite sẽ lớn hơn hoặc bằng hàm lượng nhôm (Si/Al ≥ 1).

 Loại có hàm lượng silic trung bình: Tỷ lệ Si/Al trong loại này thay đổi từ 1,2
÷2,5. Các zeolite thuộc loại này như zeolit X, Y, chabazite.
 Loại giàu Silic: là loại zeolite có tỉ lệ Si/Al ≥ 10. Do tỷ lệ Si/Al cao nên các
zeolite loại này có độ bền nhiệt cao như họ ZSM (ZSM5,
ZSM11) với tỷ lệ Si/Al ≈100. Đường kính mao quản loại này khoảng 5,2 ÷
5,7A0.
 Loại rây phân tử silic: Đây là loại vật liệu có cấu trúc tinh thể tương tự như
aluminosilicat tinh thể nhưng hoàn toàn không chứa nhôm. Vật liệu này có
hoạt tính xúc tác không cao vì không chứa các cation bù trừ điện tích nên
hoàn toàn không có tính chất trao đổi ion và rất kỵ nước. Loại này do có kích
thước mao quản khá đồng đều nên thường được dùng như những rây phân
tử trong quá trình hấp phụ chọn lọc, tách chất…
 Zeolite biến tính: là zeolite sau khi tổng hợp được người ta có thể dùng các
phương pháp biến tính để biến đổi thành phần hoá học của zeolite.
Ví dụ: phương pháp tách nhôm ra khỏi mạng lưới tinh thể và thay thế vào đó là

Việc phân chia zeolite theo tỷ số SiO2/Al2O3 được coi là một đặc trưng quan
trọng ảnh hưởng đến cấu trúc, tính chất lý hoá học của zeolite. Sự phân loại
zeolite tổng hợp theo thành phần hoá học dẫn đến sự thay đổi cấu trúc và tính
chất hoá lý của zeolite theo tỷ số SiO2/Al2O3 như là:
– Tính chất bền nhiệt tăng từ (700÷1300)0C
– Cấu trúc thay đổi từ vòng 4,6,8 đến vòng 5.
– Tính chất bề mặt từ ưa nước đến kị nước .
– Lực axit trên từng tâm axit tăng.
– Dung lượng trao đổi ion giảm.

1.3. Cấu trúc zeolite
Công thức hóa học chung của zeolite là:
M2/nO.Al2O3.xSiO2.yH2O
Trong đó:
– M: Cation có khả năng trao đổi ion, thường là các kim loại nhóm I và II: Na, K….
– n là hóa trị của cation thêm vào.
– x: là tỉ lệ mol SiO2/Al2O3.
– y là số phân tử nước chứa trong các lỗ xốp của zeolite.

Công thức cấu tạo của các zeolite:

Nếu dựa trên đơn vị tế bào tinh thể thì công thức của zeolite có thể được biểu
diễn dưới dạng
Mx/n[(AlO2)x(SiO2)y].zH2O
Trong đó :
– M là cation có hóa trị n.
– z là số phân tử nước .
– x và y là tổng số các tứ diện trong ô mạng cơ sở.
– [ ] : Là một ô mạng cơ sở .

Đơn vị cấu trúc sơ cấp (primary building unit: PBU)
Các zeolite đều có những bộ khung được tạo thành bởi mạng lưới không gian 3
chiều tứ diện TO4 (T là Si4+ hoặc Al3+).
Trong tứ diện TO4, cation T được bao quanh bởi 4 anion O2−. Điện tích khung phụ
thuộc vào cation T.
– Nếu T là Si4+ thì tứ diện SiO4 trung hoà về điện tích.
– Nếu T là Al3+ thì tứ diện AlO4 − mang 1 điện tích âm.
Điện tích âm này thường được bù trừ bằng cation kim loại kiềm như Na+, K+ nằm
bên trong lỗ xốp. Vì vậy, nếu zeolite có bao nhiêu nguyên tử nhôm thì sẽ có bấy
nhiêu cation bù trừ điện tích hay nói cách khác, số cation kim loại hoá trị I trong
thành phần hoá học của zeolite chính bằng số nguyên tử nhôm. Những cation này
nằm ngoài mạng lưới tinh thể zeolite và dễ dàng tham gia vào các quá trình trao đổi
ion với các cation khác [13]. Chính nhờ đặc tính đó mà người ta có thể biến tính
zeolite, lấy các cation không mong muốn có trong một dung dịch nào đó và đem đến
cho nó những tính chất và ứng dụng mới trong các quá trình hấp phụ và xúc tác.

Đơn vị cấu trúc thứ cấp (SBU : secondary building unit)
Các tứ diện TO4 liên kết với nhau qua cầu oxi và được sắp xếp theo một trình tự
xác định sẽ hình thành nên các đơn vị thứ cấp SBU khác nhau.
Các SBU sẽ hình thành khung của zeolite, các tứ diện TO4 ghép nối khác nhau sẽ
tạo thành các vòng đơn gồm 4, 6, 8, 10 và 12 cạnh hoặc tạo thành các vòng kép
4x2, 6x2... cạnh.

1.4. Tính chất cơ bản của zeolite
1.4.1. Trao đổi cation
Sự phân bố các cation trong zeolite

– Ở vị trí I: cation nằm sâu nhất trong zeolite, trong cửa sổ hẹp nhất (I: là tâm
của lăng trụ 6 cạnh, có 6 ô mạng cơ sở).
– Ở vị trí II: cation nằm trong cửa sổ rộng hơn, không nằm trên mặt 6 cạnh
trong lồng sodalite (II: là tâm của bề mặt 4 cạnh).
– Ở vị trí III: cation nằm trong cửa sổ rộng nhất (trong miệng lỗ xốp), sự chiếm
cứ của cation ở những vị trí này thường không tuân theo quy luật.
– Các vị trí I’, II’ là ảnh của I và II qua một gương chiếu và nằm trong cửa sổ bé
hơn cửa sổ của vị trí II và III.

- Các cation ở vị trí II và III nằm trong lỗ xốp lớn nên khả năng trao đổi cation là
dễ nhất. Các cation ở vị trí I’ và II’ nằm trong lỗ xốp bé (trong sodalite) nên khả
năng trao đổi có khó hơn.
- Còn đối với vị trí I là vị trí khó trao đổi cation nhất, chỉ những cation nào đã loại
nước (dehydrat) mới có khả năng lọt vào để thay thế.
- Sự trao đổi này rất thích hợp cho những phản ứng cần chọn sản phẩm mong
muốn trong số đồng phân của nó vì sự phân bố các cation ảnh hưởng rất lớn
đến quá trình trao đổi cation của zeolite và tính chất lý hóa của zeolite, nhất là
tính chất xúc tác.

Tính chất trao đổi ion trong zeolite
 Trong mạng tinh thể của zeolite luôn tồn tại những điện tích âm. Các điện tích
âm trên tứ diện AlO4−sẽ được bù trừ điện tích nhờ các cation kim loại kiềm
(Me+ hoặc Me2+…). Các cation bù trừ điện tích này rất linh động và dễ dàng
được thay thế bởi các cation khác dựa trên hiện tượng trao đổi giữa các
cation trong dung dịch với các cation bù trừ điện tích âm trong khung mạng
zeolite.
 Sự trao đổi này tuân theo quy luật trao đổi " tương đương 1-1" theo hóa trị. Ví
dụ, 2 ion Na+ được trao đổi với 1 ion Ca2+, hay 1 ion Na+ trao đổi với 1 ion
K+…. Quá trình trao đổi có thể xảy ra khi cho zeolite tiếp xúc với dung dịch
chất điện ly.

1.4.2. Tính chất hấp phụ
Do zeolite có cấu trúc tinh thể với hệ thống lỗ xốp có kích thước cỡ phân tử và
rất đồng đều, nên hấp phụ chọn lọc với dung lượng hấp phụ lớn là đặc trưng quan
trọng của zeolite.
Quá trình hấp phụ của zeolite chủ yếu xảy ra ở bề mặt trong mao quản do các
zeolite có diện tích bề mặt ngoài nhỏ hơn nhiều so với diện tích bề mặt trong. Vì
vậy, để thực hiện quá trình hấp phụ thì các chất hấp phụ phải được khuếch tán
vào trong mao quản của zeolite.

 Cân bằng hấp phụ được xác định bởi lực tĩnh điện và lực phân tán. Đối
với zeolite giàu nhôm như zeolite A, X, khi điện tích âm của mạng lưới
đã được cân bằng bởi các cation thích hợp thì lực tĩnh điện chiếm ưu
thế, dẫn đến sự hấp phụ tốt các chất có momen lưỡng cực lớn (như
H2O và NH3).
 Ngược lại, đối với zeolite giàu Si thì sự hấp phụ chỉ do lực vanderwaals.
Khi đó, ái lực liên kết của các chất bị hấp phụ phụ thuộc vào khả năng
phân cực và khối lượng phân tử của chúng. Đó là nguyên nhân của sự
kỵ nước đối với các zeolite giàu Si.

1.4.3. Tính chất xúc tác
• Tính chất xúc tác của chúng có được là nhờ tính axit, đây là tính chất đặc
biệt quan trọng của zeolite. Trong cấu trúc của zeolite có các tứ diện AlO4 −
mang một điện tích âm, điện tích này được trung hòa bởi cation kim loại hóa
trị I. Khi thay thế cation này bằng cation khác sẽ làm xuất hiện proton trong
zeolite.
• Trong zeolite có hai loại tâm axit :
– Loại có khả năng cho proton gọi là tâm axit Bronsted.
– Loại có khả năng nhận cặp electoron gọi là tâm axit Lewis.

Sự hình thành tâm axit Bronsted
Các tâm axit Bronsted trong zeolite là tâm có khả năng cung cấp proton cho sự
hình thành các cacbocation. Chẳng hạn như loại zeolite chứa nhiều Na thì
thường không bền thủy nhiệt nên ion NH4+ được dùng để thay thế Na. Có 4
nguyên nhân chính hình thành tâm axit Bronsted:
a) Phân hủy nhiệt zeolite đã trao đổi cation với NH4 +

b) Xử lí zeolite trong môi trường axit (với các zeolite có có tỉ số SiO2/Al2O3 cao,
nồng độ thấp), thì proton sẽ thay thế Na+ và hình thành nên tâm axit Bronsted
trên bề mặt zeolite.

c) Sự thủy phân cation đa hóa trị (như kim loại kiềm thổ, kim loại chuyển tiếp, đất
hiếm) ở nhiệt độ cao.
d) Sự khử cation kim loại chuyển tiếp

 Sự hình thành các tâm axit Lewis
Tâm axit Lewis được hình thành do có sự có mặt của Al trong mạng cấu trúc.
Khi nguyên tử oxy bị tách ra khỏi liên kết với Al ở nhiệt độ cao thì sẽ xuất hiện
tâm axit Lewis. Từ tâm Bronsted ta tiếp tục nung sẽ xảy ra quá trình dehydroxyl
hóa cấu trúc, tạo ra một tâm Lewis từ 2 tâm Bronsted.

 Trong mạng cấu trúc của zeolite, tâm axit Bronsted luôn tồn tại còn loại tâm
axit Lewis thì chỉ xuất hiện sau khi xử lý nhiệt.
 Đối với một số loại zeolite, tâm axit Lewis cũng không xuất hiện sau khi xử
lý nhiệt. Bởi vì, sau khi tách H2O hoàn toàn khỏi mạng cấu trúc, mạng cấu
trúc sẽ bị sập hoàn toàn, đặc biệt càng dễ sập mạng đối với các zeolite có
tỷ số SiO2/Al2O3 càng thấp.
 Số lượng và cường độ (lực axit và độ axit) của các tâm càng lớn hoạt tính
xúc tác càng cao và ngược lại.

Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của zeolite gồm:
– Tỷ lệ Si/Al: Tỷ lệ Si/Al ảnh hưởng tới độ bền cơ, nhiệt của xúc tác. Tỷ lệ này
càng cao độ bền của xúc tác tăng. Nhưng nếu tỷ lệ này cao quá sẽ phá vỡ cấu
trúc zeolite, do đó hoạt tính xúc tác giảm. Tỷ lệ Si/Al cao còn ảnh hưởng tới số
lượng tâm axit giảm nhưng lực axit tăng.
– Các cation trao đổi: Hóa trị, bán kính cation ảnh hưởng tới hoạt tính xúc tác
trong đó hóa trị cation tỷ lệ thuận với hoạt tính cation.
– Cấu trúc tinh thể và mao quản đồng nhất của zeolite. Chỉ có những phân tử
có kích thước thích hợp mới có thể tham gia phản ứng.
– Thể tích lỗ xốp rất lớn, cho phép hấp phụ một lượng lớn các chất phản ứng.

1.4.4. Tính chất chọn lọc hình dạng
Về nguyên tắc, một phân tử muốn phản ứng trong các zeolite cần phải trải qua
các giai đoạn:
– Hấp phụ trên bề mặt ngoài của zeolite .
– Khuếch tán qua các cửa sổ vào mao quản và tiến về phía tâm hoạt tính .
– Hấp phụ trên các tâm hoạt tính bên trong mao quản và tạo hợp chất trung gian
của phản ứng.
– Phản ứng .
– Giải hấp phụ và khuếch tán ra khỏi mao quản.

Có 3 hình thức chọn lọc hình dạng là:
– Chọn lọc hình dạng đối với các chất tham gia phản ứng: chỉ những phân tử
chất phản ứng có kích thước nhỏ hơn hoặc gần bằng kích thước mao quản
mới được định vị trong mao quản và tham gia phản ứng.
– Chọn lọc hình dạng đối với sản phẩm phản ứng: sản phẩm có kích thước
phân tử nhỏ hơn kích thước mao quản mới có thể khuếch tán ra ngoài hệ
mao quản.
Các sản phẩm có độ cồng kềnh và tốc độ khuếch tán khác nhau, sản phẩm
nào có tốc độ khuếch tán lớn nhất sẽ cho độ chọn lọc theo sản phẩm đó lớn
nhất.
– Chọn lọc hình dạng đối với các sản phẩm trung gian: Nếu dạng hợp chất
trung gian của phản ứng quá lớn so với đường kính các mao quản thì phản
ứng không thể xảy ra, chỉ có phản ứng nào có kích thước của hợp chất trung
gian và trạng thái chuyển tiếp phù hợp với kích thước mao quản của zeolite
mới có thể xảy ra.

1.4.5. Một số tính chất khác
– Tính ổn định nhiệt độ: đối với một số zeolite bất kì, khi nhiệt độ tăng lên thì
chúng bị mất nước, làm biến đổi cấu trúc tinh thể và cuối cùng dẫn đến sự phá
vỡ cấu trúc tinh thể. Các zeolite khác nhau, chịu ảnh hưởng nhiệt độ khác nhau
– Tính ổn định axit: độ bền của zeolite đối với axit thường rất kém. Khi zeolite
tiếp xúc với axit thường xảy ra sự biến đổi cấu trúc tinh thể. Các loại zeolite
khác nhau thì khả năng bền vững trong các loại axit khác nhau là khác nhau
– Tính ổn định trong dung dịch kiềm: dung dịch kiềm có pH khác nhau thường
gây nên mức độ ảnh hưởng khác nhau cho zeolite. Khi tiếp xúc với nồng độ của
dung dịch kiềm cao dẫn đến quá trình hoà tan tinh thể zeolite hoặc khi tiếp xúc
với nồng độ loãng của dung dịch kiềm thì làm cho cấu trúc của zeolite bị biến
đổi.

1.5. Ứng dụng của zeolite

Zeolite còn có khả năng hấp thụ các chất khí không có lợi trong môi trường:
• Trong các hồ nuôi tôm cá thâm canh, zeolite được sử dụng nhằm mục đích
làm giảm TAN (NH3 và NH4+), H2S trong môi trường nước ngọt, làm giảm sự
ô nhiễm môi trường sống của cá tôm, 1g zeolite có khả năng làm giảm 0,12
mg TAN.
• Trong trồng trọt, lợi dụng tính chất hấp phụ của zeolite, người ta tạo ra loại
phân bón chứa zeolite. Zeolite sẽ từ từ nhả chất dinh dưỡng trong phân bón
vào đất, giúp tiết kiệm lượng phân bón, tăng độ phì nhiêu (vật liệu xốp nên làm
xốp đất), giữ độ ẩm và điều hoà độ pH cho đất (đất chua trong khi zeolite lại có
tính kiềm).

Ứng dụng xúc tác

Ứng dụng trao đổi ion
• Ứng dụng trao đổi ion của zeolite chủ yếu là trong lĩnh vực làm sạch
nước, zeolite được sử dụng nhiều để làm mềm nước bằng cách trao đổi
cation Ca2+ và Mg2+ trong nước cứng bằng cation Na+ trong zeolite,
điều này sẽ làm cản trở sự kết tủa của Ca và Mg. Mật độ của các cation
trao đổi này lớn sẽ làm tăng khả năng hấp phụ các ion kim loại.
• Trong lĩnh vực môi trường, zeolite cũng được sử dụng để loại các ion
kim loại độc không mong muốn.
• Ngoài ba ứng dụng chủ yếu trên, chế phẩm zeolite được dùng làm phụ
gia thức ăn cho lợn và gà. Khi được trộn vào thức ăn, chế phẩm sẽ hấp
phụ các chất độc trong cơ thể vật nuôi, tăng khả năng kháng bệnh, kích
thích tiêu hoá và tăng trưởng.

6. Giới thiệu các phướng tổng hợp zeolit.
Phương pháp tổng hợp zeolite có thể đi từ nguồn nguyên liệu ban đầu gồm
hai nguồn Si và Al riêng lẻ, hoặc có thể đi từ khoáng sét tự nhiên .
Zeolitđược hình thành trong quá trình thuỷ nhiệt ở nhiệt độ từ (50  300) 0C
Dưới đây sẽ giới thiệu về quá trình tổng hợp zeolittừ hai hướng kể trên
I.6.1 Tổng hợp zeolite đi từ nguồn Si và Al riêng lẻ .
Từ nguồn Si và Al ban đầu trong hai dung dịch riêng lẻ, sau khi trộn lẫn
chúng với nhau trong môi trường có nhiệt độ và pH nhất định, gen
aluminosilicat sẽ được hình thành. Sự hình thành gen là do quá trình ngưng
tụ các liên kết  Si -0H và  Al - 0H để tạo ra các liên kết mới Si - 0–Si,
Si–0 – Al dưói dạng vô định hình. Sau đó gen được hoà tan nhờ các tác
nhân khoáng hoá (0H-, F- ) tạo nên cá đơn vị cấu trúc thứ cấp (SPU). Trong
các đIệu kiện thích hợp (như chất tạo cấu trú , nhiệt độ , áp xuất …). Các
SPU sẽ liên kết với nhau tạo nên các mầm tinh thể rồi các mầm này lớn dần
lên thành các tinh thể hoàn chỉnh của zeolít

I.4.2 Tổng hợp zeolít từ khoáng sét tự nhiên .
Ngoài hướng tổng hợp zeolít đi từ nguồn Si và Al riêng lẻ đã trở thành
phổ biến, một hướng nghiên cứu mới đã đượcc một số nhà khoa học
quan tâm, đó là tổng hợp zeolít từ khoáng sét tự nhiên. Đặt biệt là
khoáng sét mà ở đây là cao lanh .
 Thành phần hoá học của cao lanh .
Đây là một khoáng sét tự nhiên ngậm nước mà thành phần chính là
kaolinít , có công thức hoá học đơn giản là . Al203.2.Si02.2H20 .
Công thức lí tưởng là : Al4(Si4010).(0H)8 .
Với hàm lượng : Si02 = 46,54 .
Al203 = 39,5%.
và H20 = 13,96% .
Tuy nhiên trong thiên thành phần lý tưởng này rất hiếm . trong cao lanh
ngoài 3 thành phần chính kể trên thường xuyên có mặt Fe203 , Ti02 , Mg0
, và Ca0 ,ngoài ra còn có K20 , Na20 với hàm lượng nhỏ và các khoáng
khác nhau : feldspar , limonit , quartz , anatase .

 Phương pháp tổng hợp zeolít đi từ khoáng sét .
Qua nhiều công trình đã nghiên cứu thì khoáng sét tự nhiên được sử
dụng làm nguyên liệu ban đầu có nguồn ngốc xuất sứ và thành phần hoá
học rất khác nhau. Quy trình tổng hợp từ mỗi loại có khác biệt đáng kể .
Tuy nhiên, đều đáng chú ý của phương pháp này là các khoáng sét đều
được nung ở nhiệt độ cao ( 650 700) oC nhằm loại nước cấu trúc trước
khi tạo thành các aluminosilicat tinh thể.

4. Chương 5 V-ZEOLIT.pptx

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to 4. Chương 5 V-ZEOLIT.pptx

Similar to 4. Chương 5 V-ZEOLIT.pptx (20)

More from Kijuto Huỳnh

More from Kijuto Huỳnh (6)

4. Chương 5 V-ZEOLIT.pptx