Giá 10k/ 5 lượt tải liên hệ page để mua https://www.facebook.com/garmentspace Chỉ với 10k THẺ CÀO VIETTEL bạn có ngay 5 lượt download tài liệu bất kỳ do Garment Space upload, hoặc với 100k THẺ CÀO VIETTEL bạn được truy cập kho tài liệu chuyên ngành vô cùng phong phú Liên hệ: www.facebook.com/garmentspace

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA HÓA
Khóa luận tốt nghiệp
TỔNG HỢP ZEOLITE 4A TỪ CAO LANH VÀ
KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION
AMONI CỦA ZEOLITE 4A
GVHD : ThS. Phan Trần Diệp Hương
SVTH : Nguyễn Trần Hồng Phương
Lớp : 4C
Hệ : Cử nhân
TP. HCM – Tháng 5 năm 2013

2. NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………….

3. LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên của khóa luận, tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Phan
Trần Diệp Hương. Cô đã tận tình hướng dẫn và giúp đớ cho tôi trong suốt quá trình thực
hiện khóa luận.
Tôi cũng xin gửi lòng tri ân sâu sắc đến cô Phan Thị Hoàng Oanh. Cô là người đã
đồng hành cùng tôi trong suốt những năm theo học tại giảng đường Đại học. Những lời
góp ý của cô, không phải chỉ có những lời khen ngợi động viên mà còn có những lời la
rầy và cả những câu nói đùa vui tính, tất cả đều chứa đựng tấm lòng chân thành của một
nhà giáo, và đó chính là cơ sở cho tôi có đủ niềm tin và kiến thức để hoàn thành tốt khóa
luận này.
Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi cũng xin cảm ơn quý Thầy, Cô trong và ngoài Khoa
Hóa Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy và truyền
thụ những vốn kiến thức quý báu, đó không chỉ là nền tảng giúp tôi hoàn thành khóa luận
mà còn là hành trang giúp tôi vững bước trên con đường tương lai.
Cuối cùng, tôi xin được cảm ơn mẹ, em gái và bạn trai, họ luôn luôn là động lực để
tôi phấn đấu đến cùng và không nản lòng khi gặp khó khăn.
Tôi xin kính chúc quý Thầy, Cô dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp
cao quý.
Xin trân trọng cảm ơn!
Tp. HCM, ngày tháng năm 2013
Nguyễn Trần Hồng Phương

4. MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN...................................................................................................................... 2
MỤC LỤC ........................................................................................................................... 3
DANH MỤC HÌNH............................................................................................................. 6
DANH MỤC BẢNG............................................................................................................ 7
LỜI MỞ ĐẦU...................................................................................................................... 8
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT...................................................................... 10
1.1. Cao lanh (kaolin) ..................................................................................................... 10
1.1.1. Sơ lược về khoáng kaolinite.............................................................................. 10
1.1.2. Cấu trúc của khoáng kaolinite........................................................................... 10
1.1.3. Các tính chất đặc trưng cơ bản của cao lanh..................................................... 11
1.1.3.1. Tính chất trao đổi ion.................................................................................. 11
1.1.3.2. Tính chất hấp phụ ....................................................................................... 12
1.1.4. Những biến đổi trong cấu trúc cao lanh khi nung............................................. 12
1.1.5. Cao lanh Bình Phước ........................................................................................ 13
1.2. Vật liệu mao quản.................................................................................................... 13
1.3. Khoáng aluminosilicat............................................................................................. 14
1.4. Zeolite...................................................................................................................... 14
1.4.1. Sơ lược về lịch sử và sự phát triển của zeolite.................................................. 14
1.4.2. Khái niệm về zeolite ......................................................................................... 14
1.4.3. Phân loại zeolite................................................................................................ 15
1.4.3.1. Theo nguồn gốc .......................................................................................... 15
1.4.3.2. Theo đường kính mao quản........................................................................ 15
1.4.3.3. Theo chiều hướng không gian của các kênh trong cấu trúc mao quản ...... 15
1.4.3.4. Theo tỉ lệ Si/Al............................................................................................ 15
1.4.4. Cấu trúc của zeolite........................................................................................... 16
1.4.5. Tính chất zeolite................................................................................................ 17
1.4.5.1. Tính hấp phụ của zeolite............................................................................. 17
1.4.5.2. Tính chất trao đổi ion.................................................................................. 17
1.4.5.3. Tính acid ..................................................................................................... 18
1.4.5.4. Tính bền nhiệt và bền hóa........................................................................... 19
1.4.6. Ứng dụng của zeolite ........................................................................................ 19

5. 1.4.6.1. Sản xuất chất tẩy rửa................................................................................... 19
1.4.6.2. Ứng dụng làm chất xúc tác chọn lọc đặc thù.............................................. 20
1.4.6.3. Ứng dụng làm chất làm khô và tách chiết .................................................. 20
1.4.6.4. Ứng dụng trong trồng trọt và chăn nuôi ..................................................... 20
1.4.6.5. Ứng dụng trong y học................................................................................. 20
1.4.7. Quá trình tổng hợp zeolite................................................................................. 21
1.4.8. Giới thiệu về zeolite 4A .................................................................................... 21
1.4.8.1. Cấu trúc zeolite 4A..................................................................................... 21
1.4.8.2. Tổng hợp zeolite 4A ................................................................................... 23
CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................... 23
2.1. Mục đích của đề tài.................................................................................................. 23
2.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................... 23
2.2.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp zeolite 4A .................. 23
2.2.2. Khảo sát khả năng hấp phụ ion amoni của zeolite 4A...................................... 23
2.3. Phương pháp nghiên cứu......................................................................................... 24
2.3.1. Pha chế các dung dịch....................................................................................... 24
2.3.1.1. Dung dịch natri hydroxit............................................................................. 24
2.3.1.2. Điều chế dung dịch thủy tinh lỏng (Na2SiO3)............................................ 24
2.3.1.3. Dung dịch amoni clorua.............................................................................. 24
2.3.2. Quy trình tổng hợp zeolite 4A .......................................................................... 24
2.3.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp zeolite 4A .................. 27
2.3.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch NaOH ................................................. 27
2.3.3.2. Ảnh hưởng của nguồn silic bổ sung ........................................................... 27
2.3.4. Khảo sát khả năng hấp phụ ion amoni của zeolite 4A...................................... 27
2.3.5. Phương pháp tổng hợp ...................................................................................... 27
2.3.6. Phương pháp nghiên cứu cấu trúc..................................................................... 28
2.3.6.1. Nhiễu xạ tia X (XRD)................................................................................. 28
2.3.6.2. Phương pháp phân tích nhiệt ...................................................................... 29
2.3.6.3. Chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM)................................................. 30
2.3.6.4. Phổ hồng ngoại (IR).................................................................................... 31
2.3.6.5. Đo diện tích bề mặt (BET).......................................................................... 31
2.3.6.6. Phương pháp quang phổ hấp thụ UV – VIS............................................... 32
2.3.7. Thiết bị và hóa chất cần thiết ............................................................................ 33

6. CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..................................................................... 34
3.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình điều chế zeolite 4A ......................... 34
3.1.1. Ảnh hưởng của nồng độ kiềm........................................................................... 34
3.1.2. Ảnh hưởng của nguồn silic bổ sung.................................................................. 38
3.2. Khảo sát khả năng hấp phụ ion amoni của zeolite 4A ............................................ 40
3.2.1. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ ion amoni trong điều kiện
khuấy........................................................................................................................... 40
3.2.2. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ ion amoni trong điều kiện
không khuấy................................................................................................................ 42
3.3. Khảo sát độ bền nhiệt của sản phẩm zeolite............................................................ 43
3.4. Khảo sát phổ IR của sản phẩm zeolite .................................................................... 45
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT........................................................................ 47
4.1. Kết luận ................................................................................................................... 47
4.2. Đề xuất..................................................................................................................... 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 48
PHỤ LỤC........................................................................................................................... 50

7. DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ không gian mạng lưới cấu trúc kaolinite................................................. 11
Hình 1.2. Các vị trí trao đổi ion khác nhau đối với hạt kaolinite ...................................... 12
Hình 1.3. Vị trí các nhóm OH trong cấu trúc cao lanh...................................................... 13
Hình 1.4. Cấu trúc sơ cấp của zeollite ............................................................................... 16
Hình 1.5. Cấu trúc thứ cấp của zeolite............................................................................... 16
Hình 1.6. Đơn vị sodalite (trái).......................................................................................... 17
Hình 1.7. Các giai đoạn hình thành tinh thể zeolite........................................................... 22
Hình 1.8. Cấu trúc zeolite 4A ............................................................................................ 22
Hình 2.1. Nhiễu xạ tia X.................................................................................................... 28
Hình 2.2. Đặc trưng của năng lượng miền phổ.................................................................. 33
Hình 3.1. Sản phẩm của các mẫu ZE4A1 đến ZE4A3 ..................................................... 36
Hình 3.2. Giản đồ XRD các mẫu khảo sát từ ZE4A1 đến ZE4A3 (Từ dưới lên) ............. 36
Hình 3.3. Ảnh SEM của mẫu ZE4A3 ............................................................................... 37
Hình 3.4. Ảnh SEM của mẫu ZE4A2 ................................................................................ 37
Hình 3.5. Giản đồ XRD của mẫu CZE4A2 và ZE4A2 (Từ dưới lên)............................... 39
Hình 3.6. Sản phẩm của mẫu CZE4A2.............................................................................. 40
Hình 3.7. Đồ thị biểu diễn lượng amoni bị hấp phụ theo thời gian (Khuấy)..................... 42
Hình 3.8. Đồ thị biểu diễn lượng amoni bị hấp phụ theo thời gian (Ngâm)...................... 43
Hình 3.9. Giản đồ phân tích nhiệt (TG – DTA) của mẫu ZE4A2 .................................... 44
Hình 3.10. Giản đồ DTG của mẫu ZE4A2 ........................................................................ 44
Hình 3.11. Phổ IR của mẫu CZE4A2 ............................................................................... 45

8. DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Phân loại các phương pháp phân tích nhiệt....................................................... 29
Bảng 3.1. Thành phần hóa học của cao lanh Bình Phước ................................................. 34
Bảng 3.2. Tính toán thể tích NaOH ứng với nồng độ dung dịch NaOH ........................... 35
Bảng 3.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ kiềm................................................. 38
Bảng 3.4. Tính toán lượng silic bổ sung............................................................................ 38
Bảng 3.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nguồn silic bổ sung ....................................... 38
Bảng 3.6. Kết quả của quá trình khảo sát hấp phụ lần 1 (Điều kiện khuấy) ..................... 41
Bảng 3.7. Kết qủa của quá trình khảo sát hấp phụ lần 2 (Điều kiện khuấy) ..................... 41
Bảng 3.8. Kết quả của quá trình khảo sát hấp phụ (Điều kiện không khuấy) ................... 42

9. LỜI MỞ ĐẦU
Việt Nam là một đất nước có ngành nông nghiệp nuôi trồng thủy sản phát triển
mạnh, trong đó, ngành nuôi tôm đang chiếm tỉ trọng khá cao và được nhiều hộ dân cư
cũng như các doanh nghiệp lựa chọn là hình thức kinh doanh sản suất. Trong ao nuôi,
không thể tránh khỏi sự tồn tại của các loại vi khuẩn, vi rút, tảo, nấm, … các loại khí thải
như H2S, CO2, NH3,… Việc làm sạch nước ao nuôi, giảm bớt sự tồn tại của các loại vi
sinh vật và các các khí độc hại là một vấn đề nhận được nhiều sự quan tâm của các hộ
nuôi trồng ở quy mô nhỏ cũng như các doanh nghiệp với quy mô lớn.
Một số loại hóa chất được sử dụng chủ yếu cho ao hồ nuôi tôm trước đây chẳng
hạn như vôi, formalin, chlorine…, các chất này đều có công dụng chung là góp phần làm
sạch nước hồ nuôi vì diệt được các loại vi khuẩn gây bệnh cho tôm. Tuy nhiên, việc sử
dụng các chất này đòi hỏi phải kiểm soát liều lượng nghiêm ngặt và đối với formalin phải
ngưng cho tôm ăn khi đang sử dụng. Điều này gây ảnh hưởng đến chất lượng tôm và trở
ngại về vấn đề kinh tế cho các hộ nuôi trồng thủy sản.
Zeolite là một loại vật liệu đã được phát hiện từ lâu, nhưng công dụng hữu ích của
nó đối với việc hấp thu các loại khí thải độc hại thì chỉ mới được nghiên cứu vài chục
năm trở lại đây. Do cấu trúc lỗ xốp, có nhiều xoang rỗng nên zeolite được sử dụng trong
ao nuôi để hấp phụ các khí H2S, CO2, amonium (NH4
+
, NH3), làm sạch đáy ao, hồ. Việc
nghiên cứu, tổng hợp các loại zeolite, trong đó có zeolite 4A, là loại zeolite được sử dụng
để làm sạch hồ nuôi tôm đang nhận được nhiều sự quan tâm của nhiều đơn vị nghiên cứu
trong và ngoài nước.
Bên cạnh đó, nguồn nguyên liệu để tổng hợp nên zeolite cũng rất đa dạng và
phong phú, có thể đi từ nhiều nguồn khác nhau như tro trấu, cao lanh,… Nguồn cao lanh
ở Việt Nam dự đoán khoảng 15 triệu tấn, tổng hàm lượng Al2O3 và SiO2 trong cao lanh
chiếm khoảng hơn 70%, đây là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho nhiều ngành công nghiệp
ở nước ta. Thành phần trong cao lanh lại gần giống với thành phần trong vật liệu zeolite,
vì vậy sẽ tiết kiệm được nhiều chi phí cho việc tổng hợp, đây là một ưu điểm của việc sử
dụng cao lanh để tổng hợp nên zeolite.
Với tất cả những lý do trên, tôi xin chọn đề tài “ Tổng hợp zeolite 4A từ cao lanh
và khảo sát khả năng hấp phụ ion amoni ( NH4
+
) của zeolite 4A” cho khóa luận này.
Đề tài gồm bốn chương :
Chương 1 : Tổng quan lý thuyết
Chương 2 : Nội dung và phương pháp nghiên cứu
Chương 3 : Kết quả và thảo luận
Chương 4 : Kết luận và đề xuất

11. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
1.1. Cao lanh (kaolin)
1.1.1. Sơ lược về khoáng kaolinite
Kaolinite là loại khoáng thường gặp nhất trong tự nhiên, là thành phần khoáng vật
chủ yếu của các loại đất sét. Kaolinite là sản phẩm của quá trình phong hóa tại chỗ đá gốc
felspat. Công thức hóa học của kaolinite là Al2O3.2SiO2.2H2O. Đất sét chứa chủ yếu
khoáng kaolinite thì được gọi là cao lanh [4].
Đây là một loại khoáng sét dẻo không trương nở, có màu trắng, vàng hoặc nâu đỏ.
Cao lanh được tìm thấy ở rất nhiều mỏ khác nhau trên thế giới, ở Việt Nam cao lanh có ở
Yên Bái, Hải Dương, Vĩnh Yên, Hà Giang, Phú Thọ, Lâm Đồng, …với trữ lượng lớn và
chất lượng khá tốt.
Thành phần chính của cao lanh là khoáng vật kaolinite, có công thức hóa học đơn
giản là Al2O3.2SiO2.2H2O hay Al4(Si4O10)(OH)8. Trong cao lanh còn có Fe2O3, TiO2,
K2O, CaO, Na2O với hàm lượng nhỏ. Cao lanh nguyên khai còn có chứa các khoáng
khác như haloysit, phlogopit, hydromica, felspat, α-quart, pyrit, nhưng hàm lượng rất ít.
Cao lanh được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như công
nghiệp vật liệu xây dựng, sản xuất gốm sứ, công nghiệp in, làm chất nền, mới đây cao
lanh đang được chú ý như một nguồn nguyên liệu có nhiều ưu điểm để sản xuất zeolite
làm các chất trao đổi ion, hấp phụ, làm các chất xúc tác công nghiệp hóa học và môi
trường [27].
1.1.2. Cấu trúc của khoáng kaolinite
Khoáng kaolinite có cấu tạo lớp, mỗi lớp như vậy gồm một tấm tứ diện SiO4
4-
và
một tấm bát diện Al(OH)6
3-
. Ở vị trí đỉnh chung của tứ diện và bát diện, OH-
được thay
thế bằng ion O2-
của tứ diện. Do cấu tạo như vậy nên bề mặt cạnh nhau của 2 lớp gồm các
ion khác nhau, mặt gồm những ion O2-
nằm cạnh mặt gồm những ion OH-
. Giữa hai mặt
có liên kết hidro giữ chặt các lớp lại. Kích thước hạt của kaolinite tương đối lớn nên nó
có độ dẻo thấp [4].

12. Hình 1.1. Sơ đồ không gian mạng lưới cấu trúc kaolinite
1.1.3. Các tính chất đặc trưng cơ bản của cao lanh
Tính chất cơ bản của cao lanh thường được đề cập là tính chất trao đổi ion, tính chất
hấp phụ và tính chất xúc tác. Do bề mặt của kaolinite không lớn tương ứng với khả năng
hấp phụ kém của kaolinite. Với khả năng trương nở kém nên không sử dụng kaolinite
làm chất xúc tác mà chỉ sử dụng nó với vai trò chất nền.
1.1.3.1. Tính chất trao đổi ion.
Cao lanh có tính chất trao đổi anion và cation vào trong mạng tinh thể của mình. Sự
trao đổi cation thường được nghiên cứu nhiều hơn và khả năng ứng dụng rộng hơn so
với anion. Các cation trao đổi thường là Ca2+
, Mg2+
, NH4
+
, Na+
, K+
, H+
. Các anion trao
đổi thường là SO4
2-
, Cl-
, PO4
3-
, NO3
-
.
Đại lượng đặc trưng cho dung lượng trao đổi được tính bằng mili đương lượng trao
đổi trên 100 gam mẫu. Dung lượng trao đổi cation (CEC) và anion (AEC) của cao lanh
rất nhỏ, thông thường CEC chỉ khoảng 3 ÷15 meq/100g và AEC khoảng 20,3 meq/100g.
Bề mặt của cao lanh được chia thành bề mặt trong và bề mặt ngoài. CEC ở bề mặt
ngoài phụ thuộc nhiều vào sự gãy liên kết và sự tăng khuyết tật bề mặt hay sự giảm kích
thước hạt. CEC ở bề mặt trong phản ánh toàn bộ điện tích âm chưa cân bằng trong mạng
lưới cấu trúc. Dung lượng trao đổi ion nói chung và CEC nói riêng là tín hiệu cho biết số
ion hoặc cation hấp phụ giữa các lớp trong cấu trúc và số ion hoặc cation hấp phụ giữa
các lớp trong cấu trúc và số ion hoặc cation hấp phụ lên bề mặt ngoài của cao lanh. Hình
1.2 cho thấy rõ vị trí trao đổi ion ở bên ngoài hay bên trong hạt kaolinite [27].

13. Hình 1.2. Các vị trí trao đổi ion khác nhau đối với hạt kaolinite
1.1.3.2. Tính chất hấp phụ
Cao lanh có khả năng hấp phụ kém. Độ hấp phụ của nó khoảng từ 1÷ 3% và chủ yếu là
hấp phụ bề mặt. Do vậy cao lanh ít có giá trị sử sụng làm chất hấp phụ [27].
1.1.4. Những biến đổi trong cấu trúc cao lanh khi nung
Việc nghiên cứu những biến đổi cấu trúc cao lanh khi nung chính là cơ sở cho
những ứng dụng của cao lanh trong nhiều ngành công nghiệp vật liệu và hoá chất. Trong
cao lanh cũng như nhiều loại khoáng sét khác có chứa một lượng nước nhất định khi còn
ở nhiệt độ thấp (nhiệt độ thường). Nhìn chung, nước trong cấu trúc khoáng sét được chia
làm 3 loại: (1) nước hấp phụ trong lỗ xốp, trên bề mặt và xung quanh các hạt phân tử
khoáng rời rạc; (2) nước ở dạng hydrat, nước ở dạng xen kẽ giữa các lớp khoáng; (3)
nước nằm trong các khe, hốc giữa các đơn vị cấu trúc dài (các nhóm OH cấu trúc). Nếu
khoáng chứa loại (1) sẽ tốn ít năng lượng nhất khi tiến hành loại bỏ nước.
Các phân tử nước loại (1) trong cao lanh là nước hấp phụ bề mặt và một số nằm
trong lỗ xốp, sẽ dễ dàng mất đi khi cao lanh bị nung nóng từ 100 ¸1500
C. Khi cao lanh bị
nung đến khoảng nhiệt độ 550 ¸7000
C, nước trong cấu trúc (nhóm OH trong mạng lưới)
sẽ dần mất hết và kèm theo sự phá vỡ cấu trúc cao lanh. Khi nhiệt độ tăng đến 9000
C thì
cấu trúc tinh thể cao lanh bị sập hoàn toàn.
Việc xác định sự mất dần các nhóm OH ở các vị trí là dựa vào phương pháp nhiệt
vi sai (DTA). Ngoài ra bằng phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) người ta
xác định được khi nung cao lanh, song song với sự tăng nhiệt độ là sự giảm của trọng
lượng (lượng mất khi nung) [27].

14. Hình 1.3. Vị trí các nhóm OH trong cấu trúc cao lanh
Quá trình xử lý nhiệt cao lanh còn dẫn tới các pha khuyết tật, tuy nhiên các pha
khuyết tật này lại hoạt động hơn đối với quá trình kết tinh. Sơ đồ sau diễn tả quá trình xử
lý cao lanh bởi các nhiệt độ khác nhau [27].
1.1.5. Cao lanh Bình Phước
Bình Phước là một tỉnh thuộc vùng Đông Nam Bộ, Việt Nam, nằm trong vùng
kinh tế trọng điểm phía Nam. Tỉnh Bình Phước có các loại tài nguyên thiên nhiên rất
phong phú chẳng hạn như : đất, rừng, mỏ quặng, khoáng sản,… trong đó, nguyên vật liệu
xây dựng, cao lanh, đá vôi là loại khoáng sản quan trọng và triển vọng nhất của tỉnh.
Cao lanh Bình Phước sử dụng trong đề tài được cung cấp bởi công ty Sản xuất Vật
liệu xây dựng Miền Nam.
1.2. Vật liệu mao quản
Vật liệu có cấu trúc mao quản là vật liệu mà trong lòng nó có một hệ thống lỗ xốp
với kích thước từ vài đến vài chục naono met và rất phát triển. Các lỗ xốp này có thể ở
dạng lồng hoặc các ống hình trụ. Việc sắp xếp các mao quản có trật tự hay không tùy
thuộc vào phương pháp và quá trình tổng hợp vật liệu. Theo phân loại của IUPAC, vật
liệu mao quản có dạng như sau :
- Vật liệu vi mao quản, đường kính mao quản nhỏ hơn 2μm.

15. - Vật liệu mao quản trung bình, đường kính mao quản từ 2 - 50μm.
- Vật liệu mao quản lớn, đường kính mao quản lớn hơn 50μm.
Một số khoáng nhôm silicat tự nhiên có cấu trúc trật tự với một hệ thống vi mao
quản phát triển đã được ứng dụng trong xúc tác và hấp phụ. Và cũng trong khoảng thời
gian này, tổng hợp vật liệu vi mao quản được sự quan tâm thu hút của rất nhiều nhà khoa
học, trong đó có zeolite. Có rất nhiều vật liệu zeolite đã được thương mại hóa và chúng
đã đóng góp một vai trò quan trọng trong công nghiệp hóa chất [9].
1.3. Khoáng aluminosilicat
Aluminosilicat là những khoáng silicat mà một vài nguyên tử silic trong mạng tinh
thể được thay thế bằng nguyên tử nhôm. Những nguyên tử silic được nguyên tử nhôm
thay thế có thể ở tâm tứ diện. Những nguyên tử nhôm cũng có thể xuất hiện ở hốc bát
diện của các nguyên tử oxy tạo nên cấu trúc phức tạp hơn.
Một số khoáng aluminosilicat điển hình như : feldspar, orthoclase (KAlSi3O8),
albite (NaAlSi3O8) có cấu trúc không gian ba chiều; mica, muscovite
(KAl2(OH)2Si3AlO10) có cấu trúc lớp không gian hai chiều [1].
1.4. Zeolite
1.4.1. Sơ lược về lịch sử và sự phát triển của zeolite
Zeolite bắt đầu được phát hiện vào năm 1756 đến nay đã hơn 3 thế kỷ. Năm 1756,
Le Bron Bronstedt là một nhà khoáng học người Thụy Điển đã phát hiện ra một loại
khoáng mới với tên gọi là zeolite, theo tiếng Hy Lạp, “zeo” là sôi, “lithot” là đá, vì vậy
zeolite còn có tên gọi là đá sôi.
Zeolite được khám phá tử rất lâu, tuy nhiên cho đến những năm 60 của thế kỷ
trước, zeolite mới được nghiên cứu sâu sắc và khám phá nhiều ứng dụng hữu ích và đa
dạng.
Trong tự nhiên có nhiều mỏ zeolite lớn, với khoảng 56 loại. Các zeolite tự nhiên
chủ yếu được dùng làm vật liệu xây dựng khối lượng nhẹ, làm chất hấp phụ xử lý nước
thải.
Các zeolite được ứng dụng rộng rãi và đã thực sự có tầm quan trọng lớn lao trong
khoa học và kỹ thuật.
Trong tất cả các loại zeolite hiện có, người ta biết rõ thành phần, tính chất ứng
dụng, cấu trúc mạng tinh thể của nhiều loại zeolite tự nhiên và zeolite tổng hợp như:
Zeolite A, zeolite Y, zeolite X, zeolite ZSM – 5, zeolite ZSM – 11,...[6]
1.4.2. Khái niệm về zeolite
Zeolite là tên chung chỉ một họ vật liệu khoáng vô cơ có cùng thành phần là
aluminosilicat. Nó có mạng lưới anion cứng chắc với các lỗ xốp và các kênh mao quản
chạy khắp mạng lưới, giao nhau ở các khoang trống. Các khoang trống chứa các ion kim

16. loại có thể trao đổi được (Na+
, K+
) với các phân tử bên ngoài xâm nhập vào. Các khoang
trống này có kích thước khoảng 0,2 – 2 nm nên zeolite được xếp vào loại vật liệu vi mao
quản.
Công thức tổng quát của zeolite :
Mx/n[(AlO2)x(SiO2)y].mH2O
Hay dưới dạng hỗn hợp oxit :
M2/nO.Al2O3.xSiO2.mH2O
Với M là cation bù có hóa trị n, x là tỉ lệ giữa SiO2/Al2O3 và m là số mol nước
nằm trong các hốc trống [16].
1.4.3. Phân loại zeolite
1.4.3.1. Theo nguồn gốc
Zeolite được chia làm 2 loại chính :
- Zeolite tự nhiên có 56 loại, có được 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, hàn triệu năm ở đại dương và các đoạn sông. Zeolite tự nhiên ít khi tinh
khiết nên ít được ứng dụng thương mại, thường chỉ phù hợp với các ứng dụng không yêu
cầu khắt khe về chất lượng, chẳng hạn như dùng làm chất độn trong phân tử tẩy rửa, chất
hấp phụ.
- Zeolite tổng hợp có trên 200 loại, độ tinh khiết cao, thành phần đồng nhất nên rất
phù hợp trong nghiên cứu và ứng dụng công nghiệp. Hầu hết các zeolite đều được tổng
hợp từ sự phân hủy các nguồn nhôm và silic trong dung dịch kiềm mạnh [17].
1.4.3.2. Theo đường kính mao quản
Zeolite được chia làm 3 loại chính :
- Zeolite có mao quản nhỏ (đường kính bé hơn 5 Å) như zeolite A, P.
- Zeolite có mao quản trung bình (đường kính 5-6 Å) như zeolite ZSM-5.
- Zeolite có mao quản lớn (đường kính 7-15 Å) như zeolite X, Y [17].
1.4.3.3. Theo chiều hướng không gian của các kênh trong cấu trúc mao quản
Zeolite có hệ thống mao quản 1 chiều, 2 chiều, 3 chiều [17].
1.4.3.4. Theo tỉ lệ Si/Al
- Zeolite có hàm lượng silic thấp (Si/Al = 1 – 1,5) như zeolite A, X.
- Zeolite có hàm lượng silic trung bình (Si/Al = 2 – 5) như zeolite Y, chabazit...
- Zeolite có hàm lượng silic cao (ZSM-5) [17].

17. 1.4.4. Cấu trúc của zeolite
Zeolite hình thành dựa trên những đơn vị cấu trúc cơ bản MO4 là tứ diện silica
[SiO4]4-
và tứ diện alumina [AlO4]5-
liên kết với nhau qua các đỉnh oxi chung. Các đơn vị
cấu trúc sơ cấp là giống nhau trong mọi loại zeolite (Tâm là silic hoặc nhôm, đỉnh là oxi).
Hình 1.4. Cấu trúc sơ cấp của zeollite
Các tứ diện có thể dùng chung các số oxi khác nhau tạo nên các đơn vị cấu trúc
thứ cấp khác nhau, điều đó làm cho zeolite trở nên đa dạng.
Hình 1.5. Cấu trúc thứ cấp của zeolite
Khi tất cả oxi trong tứ diện SiO4 đã được dùng chung thì tứ diện silica sẽ trung
hòa điện. Sự thay thế Si(IV) bằng Al(III) làm xuất hiện trong cấu trúc zeolite một điện
tích âm. Để trung hòa điện tích âm đó, trong zeolite có các cation dương bù trừ điện tích
âm, thường là Na+
, K+
, Ca2+
, Mg2+
. Và cũng chính nhờ sự có mặt của các cation này mà
zeolite có tính chất trao đổi ion [6].
Trong một số zeolite, như loại A, X, Y, các đơn vị cấu trúc thứ cấp lại kết nối với
nhau theo nhiều cách khác nhau để tạo thành dạng cấu trúc sodalite với dạng hình học lập
phương bát diện, gọi là đơn vị sodalite. Mỗi đơn vị sodalite có 24 nguyên tử nhôm hay
silic và 48 nguyên tử oxi. Các đơn vị sodalite lại kết nối với nhau theo các cách khác
nhau để tạo thành các loại zeolite khác nhau [2].

18. Hình 1.6. Đơn vị sodalite (trái)
1.4.5. Tính chất zeolite
1.4.5.1. Tính hấp phụ của zeolite
Chính vì zeolite là những vật liệu xốp, có hệ thống mao quản với kích thước lỗ
trống đều đặn và vững chắc, bề mặt trong rất phát triển ( diện tích bề mặt bên trong lớn
hơn bên ngoài). Do đó zeolite có tính chất hấp phụ và chọn lọc cao.
Hấp phụ là quá trình làm tăng nồng độ chất bị hấp phụ lên trên bề mặt của chất
hấp phụ. Vì zeolite có bề mặt trong phát triền nên hiện tượng hấp phụ xảy ra chủ yếu trên
bề mặt trong, tức là phân tử hấp phụ phải đi qua được lỗ trống. Những phân tử có kích
thước nhỏ hơn hay bằng kích thước các lỗ trống mới đi vào bề mắt trong được. Những
phân tử có kích thước lớn hơn kích thước các lỗ trống thì bị đẩy ra ngoài và không được
hấp phụ trên zeolite. Điều này chứng tỏ đặc tính hấp phụ chọn lọc của zeolite.
Thông thường trên bề mặt zeolite đã hấp phụ nước và nước lấp đầy khoảng trống
bên trong zeolite. Trước khi sử dụng zeolite để hấp phụ các phân tử khác cần tiến hành
dehydrate hóa để loại các phân tử nước, thường là sử dụng nhiệt độ kết hợp với xử lý
chân không. Lượng chất bị hấp phụ trên zeolite sẽ tùy thuộc vào nhiệt độ, áp suất, bản
chất của chất bị hấp phụ và bản chất của loại zeolite.
Các nghiên cứu còn chỉ ra rằng quá trình hấp phụ của zeolite là thuận nghịch.
Những phân tử được hấp phụ trên zeolite có thể bị giải hấp phụ mà không bị biến dạng.
Chính nhờ sự chọn lọc và thuận nghịch, zeolite được sử dụng rộng rãi để phân tách các
hỗn hợp chất lỏng hay chất khí [2].
1.4.5.2. Tính chất trao đổi ion
Sự xuất hiện của các cation bù trong cấu trúc tạo nên tính trao đổi ion một cách
chọn lọc của zeolite. Các cation bù rất linh động và dễ dàng bị trao đổi với các cation
khác. Qua việc trao đổi cation, zeolite có khả năng biến tính để tạo thành nhiều vật liệu
có hoạt tính đa dạng, đáp ứng được nhiều yêu cầu để ứng dụng trong nghiều lĩnh vực.

19. Thông thường, trong zeolite tự nhiên hay tổn hợp ban đầu đều có cation bù là Na+
.
Phản ứng trao đổi ion có thể mô tả như sau :
nNa+
- Zeol-
+ Mn+
 Mn+
-(Zeol-
)n + nNa+
Mn+
là cation kim loại hóa trị n, Zeol-
là một điểm mang điện tích âm trên khung
zeolite.
Những ion phổ biến nhất đều dễ dàng trao đổi bằng zeolite. Tuy nhiên, zeolite có
hệ thống lỗ trống với kích thước phân tử đồng đều và xác định nên sự trao đổi ion cũng
có tính chọn lọc, gọi là hiệu ứng lưới. Hiệu ứng lưới này chỉ cho các ion có kích thước bé
hơn hay bằng kích thước của lỗ trống trao đổi qua zeolite.
Dung lượng trao đổi ion của zeolite phụ thuộc vào tỉ lệ SiO2/Al2O3. Vì mỗi tứ
diện AlO4 trong khung sườn của zeolite có một điểm trao đổi ion. Dung lượng trao đổi
ion còn phụ thuộc vào dạng cation trao đổi.
Độ lựa chọn và tải trọng trao đổi ion trên zeolite phụ thuộc vào pH ( vì H+
là ion
cạnh tranh), nhiệt độ và độ hoạt hóa của nước. Các cation cạnh tranh, dung môi, sự tồn
tại các nhân tạo phức, nồng độ dung dịch và các anion là những yếu tố có thể thay đổi
chất lượng tách các ion trong dung dịch. Tuy nhiên, sự ảnh hưởng của các yếu tố trên đối
với zeolite không quá phức tạp và có thể dự đoán dễ dàng hơn so với các loại nhựa trao
đổi ion (vì zeolite có khung sườn chắc chắn hơn).
Sự tạo phức sẽ làm thay đổi rõ rệt tính chất của các ion trao đổi. Do đó, zeolite có
thể được tái sinh qua việc ngâm trong dung dịch có tác nhân tạo phức với ion trao đổi.
điều này cũng là lợi thế cho việc tách chất khi có tác nhân tạo phức bằng zeolite, mà các
phương pháp khác không thể đạt được. Dung lượng trao đổi của zeolite sẽ tăng hơn khi ở
nhiệt độ cao [2].
1.4.5.3. Tính acid
Tính acid của zeolite giữ vai trò quan trọng trong công nghệ chế tạo xúc tác. Nhờ
tính acid, zeolite được sử dụng làm xúc tác cho nhiều quá trình phản ứng hóa học, đặc
biệt trong hóa dầu. Zeolite có vai trò xúc tác đặc biệt với phản ứng crắcking, đồng phân
hóa và tổng hợp hydrocarbon. Ngoài ra, zeolite còn được sử dụng trong quá trình xúc tiến
các phản ứng acid-base và phản ứng của kim loại. Các phản ứng này xuất hiện trên bề
trong các lỗ trống của zeolite nên cho khả năng chọn lựa sản phẩm tốt hơn.
Tính acid của zeolite xuất phát từ khả năng trao đổi ion. Nếu ion bù là Na+
thì
zeolite không có tính acid. Nhưng khi Na+
trao đổi với ion H+
, thì zeolite lại trở nên có
tính acid. Khi xử lý zeolite với một acid (HCl, H2SO4,…) thì có thể chuyển zeolite thành
dạng acid:
Na+
-Zeol + H+
 H+
-Zeol + Na+

20. Zeolite cũng có thể thành dạng acid khi ion Na+
được trao đổi với cation đa hóa trị
trong môi trường nước ( vì ở trog nước, các ion thường tồn tại dưới dạng hydrat), sau đó
xử lý nhiệt sản phẩm thu được :
2Na+
-Zeol-
+ Mg(H2O)2+
Mg(H2O)2+
-(Zeol-
)2 + 2Na+
Mg(H2O)2+
-(Zeol-
)2  Mg(OH)+
-Zeol-
+ H+
-Zeol-
Độ acid của zeolite cũng phụ thuộc vào tỉ số Si/Al trong zeolite. Nếu tỉ số này cao
thì zeolite có tính acid mạnh và ngược lại [2].
1.4.5.4. Tính bền nhiệt và bền hóa
Zeolite có khung mạng cứng chắc và bền vững, nên zeolite bền với nhiệt, tác dụng
oxy hóa-khử, bức xạ ion và khó bị mài mòn vất lý do các tác nhân thẩm thấu hơn so với
các loại nhựa trao đổi ion hữu cơ. Do đó, tính trao đổi ion của zeolite tương đối ổn định
và dễ dự đoán hơn trong khoảng nhiệt độ và lực ion rộng hơn so với các vật liệu trao đổi
ion khác. Zeolite không bị nhiễm bẩn và không hấp thu các ion hay phân tử hữu cơ.
Zeolite cũng bền ở pH cao, mà các vật liệu trao đổi ion vô cơ thường bị mất các nhóm
chức do phản ứng thủy phân chậm. Vì các zeolite được tổng hợp ở điều kiện pH cao và
nhiệt độ cao nên bền ở điều kiện đó.
Hạn chế chủ yếu của zeolite là sự kém bền trong môi trường acid. Mặc dù có một
số loại zeolite được sử dụng ở pH khá thấp (pH=2), nhưng zeolite chỉ được sử dụng thích
hợp ở pH lớn hơn 6. Sự trao đổi proton và sự thủy phân nhôm trong cấu trúc zeolite xảy
ra ở pH thấp làm cho dung lượng trao đổi ion giảm. Hiện tượng này dễ xảy ra khi tỉ lệ
SiO2/Al2O3 thấp và ở nhiệt độ cao. Vì vậy zeolite cần được thử nghiệm khi sử dụng ở pH
thấp [2].
1.4.6. Ứng dụng của zeolite
Do zeolite có nhiều tính chất đặc biệt nên được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực
khác nhau như công nghiệp, nông nghiệp, môi trường và y học. Zeolite được sử dụng chủ
yếu để làm khô tác chất, làm khô dung môi, tách chiết chọn lọc đặc thù, xúc tác chọ lọc
đặc thù và trao đổi ion chọn lọc. Dưới đây là một vài ứng dụng của zeolite :
1.4.6.1. Sản xuất chất tẩy rửa
Phần lớn các zeolite được sử dụng theo hướng này, do tính chất trao đổi cation của
zeolite. Trước đây, người ta sử dụng natri tripolyphosphate làm chất giặt tẩy do nước
dùng trong bột giặt có chứa Ca2+
và Mg2+
. Sau khi khám phá ra khả năng trao đổi ion làm
mềm nước cứng của zeolite, người ta đã thay thế cho natri tripolyphosphate để làm chất
giặt rửa. Zeolite cũng không gây ảnh hưởng đến môi trường và các sinh vật khác như các
chất giặt rửa trước đây. Để đạt được hiệu quả giặt rửa, zeolite phải thực hiện trao đổi ion
rất nhanh nên hàm lượng ion bù Na+
phải cao. Người ta thường dùng zeolite loại A trong
trường hợp này [2].

21. 1.4.6.2. Ứng dụng làm chất xúc tác chọn lọc đặc thù
Đây là ứng dụng quan trọng nhất của zeolite trong những quy trình công nghệ cao.
Đến nay, toàn bộ lượng xăng trên thế giới được sản xuất từ dầu mỏ qua quá trình
crắckinh xúc tác lưu thể (FFC) phải sử dụng zeolite. Xúc tác FFC hiện nay được sử dụng
phổ biến là sự tổ hợp của zeolite Y siêu bền (USY) và zeolite ZSM-5 được phân tán trên
aluminosilicate vô định hình.
Cho đến nay, zeolite vẫn là vật liệu được sử dụng làm xúc tác rộng rãi nhất trong
công nghiệp. Zeolite có nhiều ưu điểm làm tăng khả năng sử dụng làm xúc tác trong công
nghiệp bao gồm : diện tích bề mặt lớn và độ hấp phụ cao, tính chất hấp phụ có thể thay
đổi tùy môi trường, kích thước các lỗ trống mao quản đa dạng tạo nên tính chọn lọc, chịu
được những điều kiện công nghiệp khắc nghiệt, không có độc tính và dễ tái sinh, không
bị mài mòn và không làm mòn thiết bị phản ứng.
Zeolite được sử dụng nhiều trong lọc dầu, hóa dầu, tổng hợp hữu cơ, làm khô và
chế biến khí cho những sản phẩm chọn lọc đặc thù [2,16].
1.4.6.3. Ứng dụng làm chất làm khô và tách chiết
Do zeolite có độ hấp phụ cao và chọn lọc nên được ứng dụng để làm cồn tuyệt đối
(etanol 99,5%) sử dụng làm nhiên liệu sinh học. Etanol có chỉ số octan rất cao nên được
pha vào xăng từ 10% đến 15% để làm nhiên liệu sạch bảo vệ môi trường.
Zeolite còn có khả năng làm khô : làm khô khí công nghiệp và chất chống ẩm
trong bảo quản; khả năng tách chiết và tinh chế các chất do hiệu ứng lưới trong cấu trúc
ứng với nhiều loại chất và phân tử đa dạng về kích thước, hình thù. Zeolite đã được sử
dụng để tách các chất khí như CO, CO2, N2, SO2,O2 và các hydrocarbon [2,16].
1.4.6.4. Ứng dụng trong trồng trọt và chăn nuôi
Thông thường, phân bón mất đi do bị rửa trôi, và cây trồng chỉ hấp thu đươc một
lượng nhỏ phân đã bón. Người ta đã vận dụng khả năng trao đổi ion của zeolite để giữ lại
nito dưới dạng ion amoni (NH4
+
) và kali dưới dạng ion K+
, các nguyên tố vi lượng trong
phân bón. Nhờ vậy, phân bón không bị rửa trôi mà được cây trồng sử dụng một cách hiệu
quả làm tăng năng suất. Zeolite khi thêm vào đất còn góp phần giữ cho đất tơi xốp, thông
khí, duy trì pH làm giảm lượng vôi bón cho đất chua.
Zeolite được ứng dụng với màng lọc sinh học trong nuôi trồng các loại thủy hải
sản. sự hấp thụ amoniac dưới dạng ion amoni NH4
+
đã làm hạn chế sự ngộ độc amoniac
trong các ao hồ khép kín [2].
1.4.6.5. Ứng dụng trong y học
Zeolite được sử dụng để sản xuất oxy cho bệnh viện từ không khí do có khả năng
hấp phụ khí nito mạnh hơn khí oxy. Đồng thời trong quá trình tách biệt khí nito ra khỏi
khí oxy, zeolite còn tách các chất khí khác và loại bỏ hơi nước ra khỏi dòng khí giàu oxy.

22. Zeolite được sử dụng để kháng khuẩn, kích thích sự hình thành xương, chữa trị
tiểu đường, chữa tiêu chảy, làm giảm acid trong hệ tiêu hóa và làm các chất mang dược
phẩm [2].
1.4.7. Quá trình tổng hợp zeolite
Tổng hợp zeolite là một quá trình kiểm soát động học, mà trong đó zeolite là sản
phẩm trung gian trong suốt quá trình hình thành các pha rắn từ precursor silica. Quá trình
sẽ dừng khi dạng zeolite bền được tạo thành. Thông thường zeolite được tổng hợp theo
phương pháp thuỷ nhiệt [2].
Nguyên liệu cơ bản để tổng hợp zeolite gồm [2,16] :
- Nguồn nhôm : Nhôm oxit, nhôm hidroxit, muối nhôm, diaspo (AlOOH), natri
aluminate, cao lanh,…
- Nguồn silic : cao lanh, siloxan (R2SiO2), silicagel, thủy tinh lỏng (Na2SiO3), silica
tro trấu,…
- Chất khoáng hóa : Natri hydroxit, amoni hydroxit (NH4OH), axit flohydric
(HF),…
- Chất định hướng cấu trúc (Chất khuôn mẫu) : các amine, rượu, muối
alkylammonium, các cation kim loại… Các chất này bị loại đi sau khi xử lý nhiệt
sản phẩm.
- Dung môi là nước.
- Hạt gel (các chất cấu tạo nhân) đôi khi được thêm vào làm quá trình thủy nhiệt tốt
hơn.
Vào những năm 40 của thế kỷ 19, phương pháp tổng hợp zeolite được nghiên cứu
nhiều, đó là kết tinh gel nhôm silicat vô định hình của kim loại kềm mạnh bằng cách thủy
nhiệt gel ở nhiệt độ và áp suất thấp. Hydroxit kiềm, dạng hoạt động của nhôm và silic,
nước được trỗn lẫn với nhau tạo ra gel. Sự kết tinh gel để tạo ra zeolite xảy ra ở nhiệt độ
gần 100o
C [17,18].
1.4.8. Giới thiệu về zeolite 4A
1.4.8.1. Cấu trúc zeolite 4A
Zeolite 4A được tổng hợp đầu tiên vào năm 1956 bởi các nhà nghiên cứu ở tổ hợp
Linde Air Product thuôc tập đoàn Union. Khung aluminosilicate của zeoite 4A được tạo
thành bởi những bát diện cụt (gọi là những sodalite). Những sodalite này nối với nhau
qua những vòng 4 cạnh kép tạo ra mao quản có cửa sổ hình vòng 8 cạnh với chiều rộng 4
Å [17].

23. Hình 1.7. Các giai đoạn hình thành tinh thể zeolite
Như đã giới thiệu ở trên, cấu trúc của zeolite bao gồm các tứ diện [AlO4]-
và SiO4
liên kết với nhau qua cầu nối oxi. Để zeolite trung hòa điện, tại các rãnh và hố của bộ
khung thường chứa các cation trao đổi. Trong quá trình tổng hợp, người ta có thể đưa
chúng vào trong mạng lưới của zeolite ngay khi hoặc trước khi quá trình đang diễn ra.
Các cation này nằm bên ngoài khung hầu như không tuân theo tính đối xứng cao của bộ
khung nên chúng thường được gọi là “phần tử mất trật tự”.
Hình 1.8. Cấu trúc zeolite 4A
Đối với loại zeolite 4A, cation thêm vào là Na+
, ion này nằm lệch so với tâm đối
xứng của vòng 8 oxy nên có đến 4 vị trí tồn tại như nhau của ion Na+
xung quanh tâm của
vòng. Tuy nhiên chỉ có duy nhất một ion Na+
cho một vòng nên ion này có thể duy

24. chuyển trong 4 vị trí tương đương đó. Hoặc khi ion Na+
được cố định thì nó sẽ chiếm giữ
những vị trí khác nhau trong những vòng khác nhau [17,24].
1.4.8.2. Tổng hợp zeolite 4A
Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu tổng hợp thành công zeolite 4A từ
các nguồn nghên liệu khác nhau như Yuelin ZHU, Zenghua Chang, Juan Pang và
Changjian Xiong ( Trung Quốc ) đã nghiên cứu tổng hợp zeolite 4A từ cao lanh và quặng
boxit, với các tỉ lệ mol thích hợp là SiO2/Al2O3:Na2O/SiO2:H2O/Na2O = 2,0:2,3:60 [11];
K.S. Hui và C. Y. H. Chao (Trung Quốc) đã nghiên cứu tổng hợp nên zeolite 4A từ
nguồn cung cấp là silic là tro bay với các tỉ lệ số mol thích hợp là
SiO2/Al2O3:Na2O/SiO2:H2O/Na2O là 1,64:8,09:56,51; thời gian thủy nhiệt và nhiệt độ
thủy nhiệt trong 2giai đoạn là 90o
C trong 1 tiếng 30 phút và 95o
C trong vòng 2 tiếng 30
phút, sau đó tiến hành thử khả năng hấp phụ kim loại nặng trong môi trường nước thải để
ứng dụng nó trong lĩnh vực làm sạch nước thải chứa nhiều kim loại nặng [19,20].
Ở Việt Nam, tình hình tổng hợp hiện nay có xu hướng gia tăng, nhất là đối với các
loại zeolite có mức độ tinh thể hóa cao. Nhiều nghiên cứu sâu về tổng hợp zeolite 4A từ
cao lanh hoạt hóa bằng axit của tác giả Tạ Ngọc Đôn và cộng sự tại Đại học Bách Khoa
Hà Nội cũng đã chứng tỏ sự thu hút của lĩnh vực này ngày càng lớn [8].
CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục đích của đề tài
Khảo sát các điều kiện tối ưu để tổng hợp zeolite 4A từ nguồn cao lanh rẻ tiền có
sẵn, kết hợp với việc bổ sung silic từ tro trấu, hoặc từ cát cho hiệu suất cao và chất lượng
sản phẩm tốt. Khảo sát khả năng hấp phụ amonium (NH4
+
) nhằm làm sạch hồ nuôi tôm,
phục vụ cho ngành nông nghiệp nuôi trồng thủy sản ở nước ta.
2.2. Nội dung nghiên cứu
2.2.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp zeolite 4A
- Ảnh hưởng của nồng độ kiềm đến quá trình tổng hợp zeolite 4A.
- Ảnh hưởng của nguồn silic bổ sung vào cao lanh.
2.2.2. Khảo sát khả năng hấp phụ ion amoni của zeolite 4A
- Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ amonium.
- Ảnh hưởng của điều kiện khuấy đến khả năng hấp phụ amonium.

25. 2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Pha chế các dung dịch
2.3.1.1. Dung dịch natri hydroxit
- Dung dịch NaOH 2M: Cân 40g NaOH rắn cho vào cốc thủy tinh lớn, cho thêm 200ml
nước cất vào khuấy đều cho đến khi dung dịch trong suốt. Cho dung dịch trên vào bình
định mức 500ml, và định mức đến vạch bằng nước cất.
- Dung dịch NaOH 3M: Dùng 60g NaOH rắn, làm như trên.
- Dung dịch NaOH 4M: Dùng 80g NaOH rắn, làm như trên.
2.3.1.2. Điều chế dung dịch thủy tinh lỏng (Na2SiO3)
Một lượng tro được chuẩn bị bằng cách rửa sạch trấu, phơi khô. Sau đó, đốt vỏ trấu
thành tro trong vòng 30 phút ở 2500
C, rồi nung tro ở 8000
C cho đến khi tro cháy hoàn
toàn, sản phẩm thu được có màu trắng xám (hơi đen).
Quá trình điều chế dung dịch Na2SiO3 được thực hiện bằng cách khuấy đều tro
trấu trong dung dịch kiềm vừa được pha chế ở trên trong vòng 1giờ ở 600
nhưng tránh để
mất nước (Ở khóa luận này, chúng tôi chỉ tiến hành tổng hợp với một lượng nhỏ, nếu
lượng tro trấu nhiều hơn nên khuấy ở thời gian lâu hơn). Để nguội và lọc lấy dịch lọc
(Không nên rửa lại với nước để tránh pha loãng dung dịch vừa tạo thành).
Tương tự đối với nguồn bổ sung silic là cát, chúng tôi cũng điều chế dung dịch
Na2SiO3 bằng cách ngâm hỗn hợp cát với dung dịch kiềm qua đêm (khoảng 12 tiếng),
sau đó khuấy trong vòng 1 giờ ở 60o
C. Sau đó, tiến hành lọc lấy dịch lọc tương tự như
trên.
2.3.1.3. Dung dịch amoni clorua
- Dung dịch amoni clorua nồng độ 20 mg /l: Cân 0,0201 g NH4Cl cho vào cốc thủy
tinh, cho thêm 100 ml nước cất vào khuấy đều rồi cho vào bình định mức 1000 ml, tráng
lại cốc thủy tinh bằng nước cất rồi cho lượng nước đó vào bình định mức trên. Sau đó,
định mức đến vạch.
- Dung dịch amoni clorua nồng độ 100 mg/l: Dùng 0,1003 g NH4Cl, làm như trên.
2.3.2. Quy trình tổng hợp zeolite 4A
Cho một lượng cao lanh đã qua hoạt hóa nhiệt vào dung dịch natri silicat
Na2SiO3( các số liệu đã được tính toán). Tiến hành kiềm hóa dung dịch trên trong thời
gian 1 giờ ở 6000
C.
Sau đó, đem khối rắn vừa tạo thành nghiền mịn và hòa tan vào nước cất (đã được
tính toán), khuấy đều bằng máy khuấy từ trong vòng 1 giờ rồi tiến hành thủy nhiệt. Quá
trình thủy nhiệt được diễn ra ở 950
C trong vòng 4 tiếng.

26. Kết thúc thời gian thủy nhiệt, ngâm bình trong nước lạnh để ngừng phản ứng. Sau
đó để nguội đến nhiệt độ phòng rồi tiến hành lọc chân không và rửa tinh thể bằng nước
đến pH trung tính để loại kiềm. Để khô qua đêm. Cuối cùng là sấy khô sản phẩm trong
vòng 4 giờ ở 800
C.

27. Sơ đồ quy trình được trình bày như sau:
Dd Na2SiO3
T = 900o
C, t = 2h
Kaolinite
Metakaolinite ( Al2Si2O7)
Mầm tinh thể
Kết tụ mầm tinh thể
Gel aluminosilicat
Dạng rắn vô định hình
Zeolite 4A
T=6000
C, t = 1h
Nước cất
Khuấy trong 1h
Kết tinh thủy nhiệt
T=950
C, t= 4h
Lọc chân không, rửa
đến pH trung tính
Để khô qua đêm, sấy
ở 800
C, t= 4h

28. 2.3.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp zeolite 4A
2.3.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch NaOH
Tham khảo từ các bài báo trong và ngoài nước [9,11,12,14], chúng tôi chọn các tỉ lệ
phối liệu ban đầu của SiO2, Al2O3, Na2O, H2O thích hợp, cố định chúng và thay đổi
nồng độ dung dịch NaOH lần lượt là 2M, 3M, 4M để điều chế các dung dịch Na2SiO3
tương ứng.
Việc tổng hợp zeolite được tiến hành theo quy trình như trên.
2.3.3.2. Ảnh hưởng của nguồn silic bổ sung
Sau khi chọn được nồng độ dung dịch NaOH thích hợp, chúng tôi khảo sát ảnh
hưởng của nguồn silic bổ sung bằng cách thay tro trấu bằng cát. Quy trình điều chế dung
dịch Na2SiO3 được trình bày trong mục 2.3.1.2.
2.3.4. Khảo sát khả năng hấp phụ ion amoni của zeolite 4A
Chọn nồng độ dung dịch NaOH và nguồn silic bổ sung thích hợp, chúng tôi tiến
hành khảo sát khả năng hấp phụ của zeolite 4A đối với ion NH4
+
trong các điều kiện
khuấy và không khuấy.
2.3.5. Phương pháp tổng hợp
Phương pháp thủy nhiệt
Phản ứng thủy nhiệt (có nguồn gốc từ ngành địa chất) là phản ứng dị thể xảy ra
với sự có mặt của dung môi ( nước hoặc không phải nước ) diễn ra ở nhiệt độ lớn hơn
nhiệt độ phòng, áp suất cao hơn điểm sôi bình thường, trong một thiết bị kín, nhằm hòa
tan hay tái kết tinh, nuôi tinh thể vật liệu tương đối ít tan ở nhiệt độ thường.[7]
Phương pháp thủy nhiệt đã được dùng để ngâm chiết bauxite dùng NaOH trong
quá trình sản xuất nhôm hydroxit tinh khiết bởi Karl Josef Bayer năm 1982.
Phương pháp thủy nhiệt cũng được dùng để tổng hợp các đơn tinh thể thạch anh
lớn, các zeolite aluminosilicat, các loại gốm kỹ thuật và các chất có cấu trúc lỗ xốp lớn
ứng dụng trong xúc tác, hấp phụ và tách chiết [2,7].
Vì phản ứng thủy nhiệt diễn ra cần sự có mặt của pha lõng, nhưng nhiệt độ cần đạt
tới lại quá cao khiến cho pha lỏng không tồn tại được nên phải dùng đến áp suất cao để
đạt đến nhiệt độ cho phản ứng xảy ra mà vẫn đãm bảo còn môi trường cho các tác chất.
Phương pháp thủy nhiệt để tổng hợp zeolite gồm những giai đoạn : chuẩn bị
hydrogel aluminosilicat, già hóa, kết tinh, lọc rửa và sấy khô. Sau đó, zeolite được biến
tính phù hợp với ứng dụng riêng biệt [2].
Ưu điểm

29. - Không sử dụng nhiệt độ và áp suất quá cao hay quá thấp nên ít gây ảnh hưởng
đến môi trường và giá thành sản phẩm, không phải nung nhiều lần như phương pháp sol-
gel.
- Có thể kết hợp với các kỹ thuật điện hóa, vi sóng,…
- Tổng hợp được vật liệu kích thước nano ở dạng bột, tấm mỏng, sợi,…
Nhược điểm
- Phải thực hiện trong môi trường dung môi phân cực như nước, acid fomic…
- Phải thực hiện trong nồi hấp kín để tạo áp suất.
- Hạn chế trong việc tổng hợp các vật liệu [7].
2.3.6. Phương pháp nghiên cứu cấu trúc
2.3.6.1. Nhiễu xạ tia X (XRD)
Hiện tượng nhiễu xạ là hiện tượng giao thoa của các sóng gây nên bởi một vật đặt
trên đường đi của chúng. Sự nhiễu xạ chỉ xảy ra khi kích thước của vật nhiễu xạ xấp xỉ
với bước sóng của bức xạ. Các tia X có bước sóng xấp xỉ với độ dài liên kết trong phân
tử và xấp xỉ với khoảng cách giữa các nguyên tử trong tinh thể nên một tinh thể có thể
gây ra sự nhiễu xạ tia X.
Hình 2.1. Nhiễu xạ tia X
Điều kiện gây ra sự nhiễu xạ tia X tuân theo định luật Bragg
2.d.sinθ = n.λ
Trong thực nghiệm, người ta thường chọn bậc phản ứng n=1 nên định luật Bragg
được viết lại là 2.d.sinθ = λ.
Ứng dụng chính của định luật Bragg là để xác định khoảng cách mạng d khi đã
biết bước sóng λ và góc tới θ tương ứng với pic thu được. Dựa vào giản đồ XRD và giản
đồ pic chuẩn từ phiếu PDF, ta có thể xác định được tên, công thức hóa học và dạng tinh
thể của chất cần xác định [5].

30. Kích thước hạt của mẫu được tính theo công thức của định luật Scherrer (1956)
[21].
D =
0,9λ
𝛽.𝑐𝑜𝑠𝜃
D : Kích thước hạt (nm)
λ : Bước sóng của tia X (λ để đo mẫu trong khóa luận bằng 0,15406 nm ).
β : độ rộng bán phổ cực đại FWHM (độ)
θ : Góc nhiễu xạ
2.3.6.2. Phương pháp phân tích nhiệt
Phân tích nhiệt (TA: Thermal Analysis) là tên gọi của một nhóm phương pháp phân
tích khảo sát các tính chất của mẫu như một hàm của nhiệt độ, hay hàm của thời gian khi
nhiệt độ không đổi. Trong phương pháp phân tích nhiệt, mẫu được đặt trong lò có nhiệt
độ thay đổi theo một chương trình nhiệt được kiểm soát chặt chẽ. Khí quyển nung có thể
thay đổi, hoặc là khí quyển trơ như N2, He, Ar, chân không… để bảo vệ mẫu khỏi sự oxi
hóa, hoặc khí quyển hoạt tính như O2, H2, không khí… có thể phản ứng với mẫu [5].
Bảng 2.1. Phân loại các phương pháp phân tích nhiệt
Tên phương pháp Viết tắt Tính chất vật lý được khảo sát
Phân tích khối lượng nhiệt TGA Sự thay đổi khối lượng
Đạo hàm khối lượng nhiệt DTG Tốc độ thay đổi khối lượng
Phân tích nhiệt vi sai DTA Sự thay đổi nhiệt độ của mẫu
Nhiệt lượng quét vi sai DSC Sự thay đổi entanpy của mẫu
Phân tích sản phẩm khí EGA Lượng và bản chất của các sản phẩm khí
Phân tích giãn nở nhiệt TDA Sự thay đổi kích thước mẫu
Phân tích cơ nhiệt TMA Sự thay đổi các tính chất cơ học
Phân tích quang nhiệt TOA Sự thay đổi các tính chất quang học
Phân tích từ nhiệt Sự thay đổi các tính chất từ
Phân tích điện nhiệt TEA Sự thay đổi các tính chất điện
Các kỹ thuật phân tích nhiệt thường được kết hợp với nhau: Ví dụ phương pháp
phân tích khối lượng nhiệt (TG) kết hợp với phương pháp phân tích nhiệt vi sai (DTA),
phương pháp TG kết hợp với phương pháp phân tích lượng khí thoát ra (EGA).
Phương pháp phân tích nhiệt khối lượng
Là phương pháp khảo sát sự thay đổi khối lượng của chất theo nhiệt độ, khi chất
được đặt trong lò nung có chương trình thay đổi nhiệt được kiểm soát chặt chẽ. Nhiệt độ
nung có thể lên tới 16000
C. Mẫu được nối với một cân nhiệt, để cân mẫu liên tục trong
quá trình nung. Đường cong ghi được là đường cong khối lượng nhiệt hay đường cong
TG, trong đó khối lượng (hay phần trăm khối lượng mất, hoặc phần trăm khối lượng còn

31. lại) được vẽ trên trục tung và giảm dần xuống, nhiệt độ T hay thời gian t được vẽ trên
trục hoành và tăng dần từ trái qua phải.
Từ giản đồ phân tích nhiệt có thể xác định: Đường cong phân hủy của chất và độ
tinh khiết của chất.
Nhiều chất có các phản ứng mất khối lượng xảy ra liên tục trong một khoảng nhiệt
độ nào đó, nên chỉ dùng đường cong TG thì không thể phát hiện có bao nhiêu phản ứng
xảy ra trong khoảng nhiệt độ đó. Vì vậy cần dùng thêm đường cong DTG, là đường cong
đạo hàm bậc 1 của khối lượng mất, biểu diễn tốc độ thay đổi khối lượng của chất. Các
phản ứng có tốc độ thay đổi khối lượng khác nhau nên sẽ cho các pic khác nhau trên
đường DTG.
Các quá trình không làm thay đổi khối lượng như quá trình chuyển pha hoặc các
phản ứng hóa học không tạo thành sản phẩm khí sẽ không được phát hiện bằng đường
cong TG hay DTG. Ngoài ra đường TG và DTG cũng không cho biết các phản ứng xảy
ra là thu nhiệt hay tỏa nhiệt, vì vậy phương pháp TGA thường được kết hợp với phương
pháp DTA hay DSC.
Phương pháp phân tích nhiệt vi sai (DTA)
Là phương pháp phân tích nhiệt trong đó mẫu và chất tham khảo trơ được nung
đồng thời trong lò. Chất tham khảo trơ không bị biến đổi trong khoảng nhiệt độ đang
khảo sát nên nhiệt độ của nó biến thiên tuyến tính với nhiệt độ lò. Các phản ứng xảy ra
trong mẫu luôn có kèm theo sự thu nhiệt hay tỏa nhiệt, nên sẽ làm nhiệt độ mẫu thay đổi
không tuyến tính với nhiệt độ lò. Kết quả đo DTA phụ thuộc vào nhiều yếu tố, các yếu tố
này có thể phân thành 2 loại:
- Các yếu tố phụ thuộc thiết bị, như hình dáng và kích thước lò, khí quyển của lò,
vật liệu làm chén nung, tốc độ nung,…
- Các yếu tố phụ thuộc mẫu và chất tham khảo: như lượng, kích thước hạt, độ dẫn
nhiệt, nhiệt dung riêng, hệ số giãn nở nhiệt… của mẫu và chất tham khảo [5].
2.3.6.3. Chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM)
Kính hiển vi điện tử quét SEM là một phương pháp phân tích cấu trúc chất rắn
được sử dụng rộng rãi. Tuy ra đời sau phương pháp kính hiển vi điện tử truyền TEM,
nhưng SEM vẫn được ưa chuộng hơn do dễ sử dụng, chụp ảnh đẹp, giá thành thấp và dễ
chuẩn bị mẫu.
SEM hoạt động trên nguyên tắc dùng một chùm điện tử hẹp quét trên bề mặt mẫu,
điện tử sẽ tương tác với bề mặt mẫu đo và phát ra bức xạ thứ cấp (điện tử thứ cấp, điện tử
tán xạ ngược,…), gọi chung là các tín hiệu. Việc thu các tín hiệu này sẽ cho được hình
ảnh vi cấu trúc tại bề mặt mẫu.

32. Độ phóng đại của SEM (khoảng từ vài ngàn đến vài trăm ngàn lần) không phụ
thuộc vật kính, mà phụ thuộc kích thước chùm điện tử và khả năng quét của chùm điện tử
(chùm điện tử càng hẹp, bước quét càng bé thì độ phóng đại càng lớn). SEM hoạt động
không đòi hỏi môi trường chân không quá cao (do động năng điện tử ở SEM không lớn
như TEM). Do quan sát vi cấu trúc bề mặt nên SEM có thể quan sát trực tiếp mà không
cần phá hủy hay xử lý mẫu (điều này đặc biệt có ý nghĩa cao cho việc quan sát linh kiện,
máy móc nhỏ hay mẫu sinh học…). Độ phân giải của ảnh phụ thuộc đường kính của
chùm tia điện tử hội tụ chiếu lên mẫu. Với xung điện tử thông thường, độ phân giải là
5nm đối với kiểu ảnh điện tử thứ cấp. Độ phân giải của SEM không bằng TEM nhưng
những lợi điểm trên khiến SEM được ưa chuộng hơn.
SEM hoạt động cần có môi trường chân không nhưng không cao như TEM và mẫu
vật phải được dẫn điện hay phủ lớp dẫn điện (như carbon, bạc hay vàng). Do đó, trong
cấu tạo của máy đo SEM có bộ phận xử lý mẫu để làm nhiễm điện các mẫu không dẫn
điện [5,25].
2.3.6.4. Phổ hồng ngoại (IR)
Phổ hồng ngoại là một trong những phương pháp quang phổ hấp thu phân tử có rất
nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu khác nhau. Phổ hấp thu hồng ngoại là
phổ dao động quay vì khi hấp thu bức xạ hồng ngoại thì cả chuyển động dao động và
chuyển động quay đều bị kích thích. Bức xạ hồng ngoại có độ dài sóng từ 0,8 đến 1000
µm và chia thành 3 vùng:
- Cận hồng ngoại : λ = 0,8 – 2,5 µm
- Trung hồng ngoại :λ = 2,5 – 50 µm
- Viễn hồng ngoại :λ = 50 – 1000 µm
Trong thực tế, phổ hồng ngoại thường được ghi với trục tung biểu diễn T%, trục
hoành biểu diễn số sóng với trị số giảm dần (4000 – 400 cm-1
).
2.3.6.5. Đo diện tích bề mặt (BET)
Phương pháp xác định diện tích bề mặt BET được xây dựng bởi 3 nhà khoa học
Stephen Brunauer, P.H. Emmet và Edward Teller vào năm 1983. Đây là phương pháp đo
diện tích bề mặt đầu tiên nhưng vẫn được sử dụng rộng rãi nhất cho đến nay. Phương
pháp này dựa trên sự hấ phụ đẳng nhiệt khí nitơ trên bề mặt chất hấp phụ, và tính diện
tích bề mặt phương trình BET:
1
𝑊[�
𝑃 𝑜
𝑃
�−1]
=
1
𝑊 𝑚 𝐶
+
𝐶−1
𝑊 𝑚 𝐶
(
𝑃
𝑃𝑜
)
W: Khối lượng được hấp phụ ở áp suất khí quyển Po.
Wm: Khối lượng chất được hấp phụ trên đơn lớp bề mặt.

33. C: Hằng số BET, phụ thuộc vào năng lượng hấp phụ vào đơn lớp.
Giản đồ của phương pháp BET được sử dụng bằng cách vẽ giá trị 1/[W(Po/P)-
1](trục tung) theo P/Po (trục hoành). Phương trình BET bị hạn chế bởi vùng giới hạn của
đường đẳng nhiệt (thường trong khoảng P/Po từ 0,05 đến 0,35).
Ngoài ra, sự hấp phụ khí nitơ còn được dùng để tính sự phân bố, thể tích và kích
thước các lỗ xốp bằng phương pháp BJH, DH và Interpolate [22,26].
2.3.6.6. Phương pháp quang phổ hấp thụ UV – VIS
Sơ lược về phân tích trắc quang
Phân tích trắc quang là tên gọi chung của các phương pháp phân tích quang học
dựa trên sự tương tác chọn lọc giữa chất cần xác định với năng lượng bức xạ thuộc
vùng tử ngoại, khả kiến hoặc hồng ngoại.
Ánh sáng có bước sóng nhỏ hơn 200 nm, bị hấp thu bởi oxi không khí, hơi
nước và nhiều chất khác, vì vậy chỉ có thể đo quang ở bước sóng nhỏ hơn 200 nm
bằng máy chân không.
Ánh sáng có bước sóng từ 200 – 400 nm, được gọi là ánh sáng tử ngoại (UV),
trong đó vùng từ 200 – 300 nm được gọi là miền tử ngoại xa, còn vùng từ 300 – 400
nm gần miền khả kiến được gọi là miền tử ngoại gần.
Ánh sáng có bước sóng trong khoảng từ 800 – 2000 nm được gọi là ánh sáng
hồng ngoại (IR). Sự hấp thu ánh sáng ở miền phổ này ít được sử dụng để giải quyết
trực tiếp các nhiệm vụ phân tích, nhưng được sử dụng rộng rãi để nghiên cứu cấu
tạo của phân tử.
Ánh sáng vùng UV có bước sóng trong khoảng: 200 – 400 nm
Ánh sáng vùng IR có bước sóng trong khoảng: 800 – 2000 nm
Ánh sáng vùng VIS có bước sóng trong khoảng: 396 – 760 nm
Trong phương pháp trắc quang – phương pháp hấp thu quang học, ta thường
sử dụng vùng phổ UV – VIS có bước sóng từ 200 – 800 nm [3].

34. Đặc trưng của năng lượng miền phổ
Nguyên tắc của phương pháp trắc quang là việc đo cường độ dòng sau khi đi
qua dung dịch bị chất phân tích hấp thụ một phần.
Phương pháp phân tích trắc quang được sử dụng trong khóa luận này là
phương pháp hấp thụ phân tử UV-VIS.
2.3.7. Thiết bị và hóa chất cần thiết
Thiết bị Dụng cụ Hóa chất
- Lò nung Wisetherm của
Wisd.
- Tủ sấy Wiseven của Wisd.
- Máy khuấy từ.
- Máy lọc chân không.
- Máy đo quang phổ hấp thu
UV – VIS Shimadzu 190
- Máy phân tích nhiệt Labsys
stearam
- Máy chụp hiển vi điện tử
quét
- Cốc thủy tinh (lớn, nhỏ),
bình định mức, ống đong,
phễu lọc, đũa thủy tinh
- Khay sấy, chén sứ nung.
- Bình nhựa chịu nhiệt.
- Máy điều nhiệt
- Cao lanh Bình Phước
- Trấu
- Cát Phong Điền.
- Natri hydroxit
- Nước cất
- Giấy lọc, quỳ tím
Hình 2.2. Đặc trưng của năng lượng miền phổ

35. CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình điều chế zeolite 4A
3.1.1. Ảnh hưởng của nồng độ kiềm
Nguồn nguyên liệu chính được sử dụng ở đây là Cao lanh có xuất xứ từ tỉnh Bình
Phước. Theo như số liệu từ kết quả XRF, cho thấy cao lanh chứa chủ yếu là silic và
nhôm, ngoài ra còn có lẫn một ít sắt, titan,… nhưng không đáng kể.
Bảng 3.1. Thành phần hóa học của cao lanh Bình Phước
Bảng 3.1 cho thấy tỉ lệ giữa SiO2/Al2O3 chỉ bằng 1,2. Nhưng tham khảo từ các tài
liệu nước ngoài và trong nước, [12,13,14,15] chúng tôi nhận thấy được tỉ lệ SiO2 /Al2O3
thích hợp để tổng hợp nên loại zeolite 4A này dao động trong khoảng từ 1,8 – 2,2. Chính
vì vậy, để đạt được tỉ lệ mol thích hợp trên, tôi tiến hành bổ sung thêm silic vào mẫu,
nguồn silic được sử dụng ở đây có thể là dung dịch thủy tinh lỏng, cát hoặc là tro trấu.
Sử dụng các kết quả có sẵn từ các nghiên cứu trước [10], cho thấy lượng SiO2
trong tro trấu chiếm khoảng 80 – 85%. Và hiệu suất tách SiO2 từ tro trấu bằng dung dịch
kiềm đạt hiệu suất khá cao (khoảng 96%) do SiO2 trong tro trấu tồn tại chủ yếu ở dạng vô
định hình, cấp hạt mịn, nên phản ứng có thể dễ dàng xảy ra ở điều kiện thường. Chính vì
vậy chúng tôi quyết định chọn tro trấu là nguồn bổ sung silic cho khóa luận này.
Tính toán lượng silic bổ sung cho 10g cao lanh:
28,08 g SiO2 => nSiO2= 0,0468 mol
39,17 g Al2O3 => nAl2O3= 0,0384 mol
Bổ sung SiO2
Gọi x là lượng SiO2 cần thêm vào :
nSiO2=2,2n Al2O3
(x + 28,08)/60 = 2,2*0,384
Oxit Thành phần %
Al2O3 39,17
SiO2 28,08
Fe2O3 1,12
TiO2 1,22
K2O 0,82
Na2O 0,76

36. Vậy x= 2,2608 (g)
Lượng tro trấu cần dùng:2,2608 *100/85 = 2,659 (g)
( SiO2 tro trấu chiếm khoảng 85% )
Thể tích dung dịch NaOH
Chọn : Na2O/SiO2= 2,3
NNa2O =2,3*0,08448 =0,1943 (mol)
mNaOH = 2*0,1943= 0,3886 (mol)
VNaOH(2m) = 0,1943(l) = 194,3 (ml)
VNaOH(3M) = 0,129 (l) = 129 (ml)
VNaOH (4M)= 0,09715 (l) = 97,15 ( ml)
Lượng nước cất cần bổ sung
Chọn tỉ lệ Na2O/H2O = 60
nH2O = 0,1943* 60 = 11,659 (mol)
mH2O= 11,659*18 = 209,84 (g) = 209,84 (ml)
Cố định các tỉ lệ mol SiO2/Al2O3 là 2,2; Na2O/SiO2 là 2,3 và H2O/Na2O là 60.
Sau đó khảo sát ở các nồng độ kiềm khác nhau. Các số liệu tính toán cụ thể được trình
bày trong Bảng 3.2.
Bảng 3.2. Tính toán thể tích NaOH ứng với nồng độ dung dịch NaOH
Kí hiệu
mẫu
mcaolanh(g)
(*)
Nồng độ
dd NaOH
(M)
Thể tích dd
NaOH(ml)
ZE4A2 10 2 194
ZE4A3 10 3 129
ZE4A1 10 4 97
Với ba mẫu vật liệu được tổng hợp từ dung dịch kiềm có nồng độ lần lượt 2M, 3M,
4M. Chúng tôi thu được kết quả sau:
- Cả ba mẫu trên đều có sản phẩm kết tinh màu cam nhạt ( Hình 3.1). Để giải thích
cho màu sắc của các mẫu vật liệu này, chúng tôi dự đoán màu cam nhạt có được ở đây là
do ngay từ đầu mẫu cao lanh không được loại tạp chất sắt.

37. Hình 3.1. Sản phẩm của các mẫu ZE4A1 đến ZE4A3
Để khẳng định thành phần pha tinh thể của các sản phẩm tạo thành, chúng tôi ghi
giản đồ XRD của chúng. Kết quả được trình bày ở hình 3.2.
Hình 3.2. Giản đồ XRD các mẫu khảo sát từ ZE4A1 đến ZE4A3 (Từ dưới lên)
- Theo như giản đồ XRD, chúng tôi nhận thấy có sản phẩm zeolite 4A được tạo thành
ở cả ba mẫu trên. Như vậy, với các tỉ lệ phối liệu như trên đều tương đối thuận lợi cho
quá trình kết tinh zeolite 4A.
- Mẫu ZE4A1bên cạnh các pic nhiễu xạ đặc trưng của zeolite 4A, vẫn còn xuất hiện
một vài pic lạ ở 2θ = 9; 21; 23; 37; 41;… Bước đầu cho thấy các pic trên trùng khớp với
pic chuẩn của khoáng mica, đối chiếu và so sánh với kết quả tính toán thành phần khoáng

38. trong cao lanh ban đầu (Dựa vào giản đồ XRD và TGA), chúng tôi khẳng định rằng mẫu
zeolite trên vẫn còn lẫn khoáng mica (là một loại khoáng thường lẫn trong đất sét).
- Mẫu ZE4A3 và mẫu ZE4A2 tương đối tinh khiết hơn mẫu ZE4A1. Tuy nhiên, giản
đồ XRD của chúng cho thấy xuất hiện các pic nhiễu xạ đặc trưng của đơn pha tinh thể
sodalite ở 2θ = 14; 19,5; 24,5; 28; 29;… . Khoáng sodalite cũng là một loại zeolite, được
hình thành trong giai đoạn đầu của quá trình thủy nhiệt. Đối chiếu với kết quả từ ảnh
SEM, ngoài các khối lập phương được hình thành, còn có các khối cầu xen lẫn, đó chính
là các tinh thể sodalite. Như vậy, với các tỉ lệ phối liệu và nồng độ kiềm như hai mẫu
trên, đều tương đối thuận lợi cho việc hình thành zeolite, nhưng chưa hoàn thiện được
tinh thể.
Dưới đây là một vài ảnh SEM của các mẫu zeolite vừa được tổng hợp :
Hình 3.3. Ảnh SEM của mẫu ZE4A3
Hình 3.4. Ảnh SEM của mẫu ZE4A2
Khối lượng zeolite thu được ở các nồng độ kiềm khác nhau được trình bày ở bảng sau:

39. Bảng 3.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ kiềm
KH
mẫu
Nồng độ
dd NaOH
(M)
mzeolite (g) Hiệu suất
(%)
ZE4A2 2 10,22 72,59
ZE4A3 3 11,16 79,26
ZE4A1 4 10,12 71,88
Theo như số liệu thu được từ bảng trên, cho thấy mẫu ZE4A3 cho hiệu suất cao
nhất mà không phải là mẫu ZE4A2. Điều này có thể giải thích một cách khách quan là do
trong quá trình kiềm hóa tiến hành ở nhiệt độ cao, một phần men của chén sứ nung bị hòa
tan, lẫn vào và làm tăng khối lượng sản phẩm.
Thêm vào đó, giản đồ XRD của mẫu ZE4A3 cho các pic của sodalite rõ ràng hơn
mẫu ZE4A2, và ảnh SEM của chúng cũng cho thấy hình ảnh các khối cầu trong mẫu
ZE4A3 dày đặt hơn mẫu ZE4A2. Như vậy ở nồng độ kiềm quá cao, sẽ không thuận lợi
cho việc kết tinh zeolite 4A mà thay vào đó là hình thành các tinh thể zeolite sodalite.
Dựa vào những điều trên, chúng tôi quyết định chọn mẫu ZE4A2 là mẫu cho hiệu
suất và chất lượng sản phẩm zeolite tốt nhất.
3.1.2. Ảnh hưởng của nguồn silic bổ sung
Từ nguồn bổ sung silic là tro trấu, chúng tôi nhận thấy nồng độ dung dịch NaOH
thích hợp nhất để hình thành tinh thể zeolite 4A là 2M. Vì vậy, cố định nồng độ này,
chúng tôi thay thế nguồn silic bổ sung từ cát.
Lượng cát cần dùng:
2,2608 *100/49 = 4,613 (g)
(SiO2 chiếm 98% cát, hiệu suất hòa tan SiO2 tương đối trong 12 giờ khoảng 50%)
Số liệu tính toán và kết quả được trình bày ở Bảng 3.4 và Bảng 3.5.
Bảng 3.4. Tính toán lượng silic bổ sung
Kí hiệu mẫu mcaolanh(g)*
Nồng độ
dd NaOH
(M)
Thể tích
dd NaOH
(ml)
mtro
trấu
(g)
mcát (g)
ZE4A2 10 2 194 2,659
CZE4A2 10 2 194 - 4,613
(*) : Khối lượng cao lanh ban đầu, chưa qua hoạt hóa nhiệt. Sau khi đã qua hoạt hóa
nhiệt, khối lượng cao lanh còn lại khoảng 86,4%.
Bảng 3.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nguồn silic bổ sung
KH mẫu mtro trấu (g) mcát (g) mzeolite
(g)
Hiệu suất (%)

40. ZE4A2 2,659 - 10,22 72,59
CZE4A2 - 4,613 10,23 72,60
Ghi giản đồ XRD của mẫu CZE4A2 (Hình 3.5), chúng tôi cũng nhận thấy có sản
phẩm zeolite 4A được tạo thành. Như vậy đi từ nguồn bổ sung silic là tro trấu hay là cát,
đều có thể thu được sản phẩm zeolite.
Hình 3.5. Giản đồ XRD của mẫu CZE4A2 và ZE4A2 (Từ dưới lên)
Sản phẩm zeolite thu được từ mẫu được bổ sung cát tương đối tinh khiết hơn. Điều
này có thể do cát chứa đến 98% SiO2 [28], lượng tạp chất còn lại là rất ít, trong khi SiO2
trong tro trấu chiếm khoảng 85%[9], vì vậy lượng tạp chất trong tro nhiều hơn.
Cả hai mẫu trên đều cho hiệu suất tương đương nhau, tuy nhiên, việc nung trấu để
lấy tro ở nhiệt độ cao trong nhiều giờ sẽ sử dụng lượng điện năng tiêu thụ rất lớn. Thay
vào đó, khi sử dụng cát, chỉ cần ngâm cát vào dung dịch kiềm qua đêm.

41. Hình 3.6. Sản phẩm của mẫu CZE4A2
Vì vậy, chúng tôi chọn mẫu CZE4A2 là mẫu cho hiệu suất cao hơn để tiến hành
khảo sát hấp phụ NH4
+
.
3.2. Khảo sát khả năng hấp phụ ion amoni của zeolite 4A
3.2.1. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ ion amoni trong điều kiện
khuấy
Tham khảo số liệu về khả năng hấp phụ NH4
+
của zeolite tự nhiên, được tiến hành ở
Đại học Cần Thơ, theo đó 1g zeolite tự nhiên có khả năng hấp phụ 0,12 mg NH4
+
và thời
gian hấp phụ đạt cân bằng sau 12 giờ [10]. Chúng tôi khảo sát khả năng hấp phụ NH4
+
của sản phẩm điều chế được trong các điều kiện sau:
- Lượng zeolite sử dụng là 2g
- Thể tích dung dịch amoni clorua là 100 ml, nồng độ 20 mg/l
- Nhiệt độ khảo sát hấp phụ là 270
C
- pH khảo sát hấp phụ là 5,9
- Thời gian hấp phụ: 6 giờ và 8 giờ
- Sau khi tiến hành thí nghiệm và xác định lượng NH4
+
còn lại trong dung dịch bằng
phương pháp quang phổ so màu, chúng tôi thu được kết quả sau:

42. Bảng 3.6. Kết quả của quá trình khảo sát hấp phụ lần 1 (Điều kiện khuấy)
Như vậy khả năng hấp phụ NH4
+
của zeolite 4A tổng hợp lớn hơn rất nhiều so với
zeolite tự nhiên, thời gian hấp phụ đạt cân bằng cũng ngắn hơn khi tiến hành trong điều
kiện khuấy so với điều kiện tự nhiên.
Chúng tôi tiến hành khảo sát tiếp ở các thời gian ngắn hơn và lượng zeolite ít hơn
[10,23].
− Lượng zeolite sử dụng: 0,1 g
− Thể tích dung dịch amoni là 100 ml, nồng độ 100 mg/l
− Nhiệt độ khảo sát hấp phụ: 27o
C
− pH khảo sát hấp phụ: 6
− Thời gian thay đổi từ 30 – 240 phút
Kết quả thu được như sau:
Bảng 3.7. Kết qủa của quá trình khảo sát hấp phụ lần 2 (Điều kiện khuấy)
Mẫu Nồng độ dung
dịch NH4
+
ban
đầu (mg/l)
Thời gian (giờ) Nồng độ dung
dịch NH4
+
còn
lại (mg/l)
Lượng NH4
+
bị
hấp phụ (mg)
1 20 6 ≈ 0 Hoàn toàn
2 20 8 ≈ 0 Hoàn toàn
Mẫu Nồng độ dung
dịch NH4
+
ban
đầu (mg/l)
Thời gian (phút) Nồng độ dung
dịch NH4
+
còn
lại (mg/l)
Lượng NH4
+
bị
hấp phụ (mg)
3 100 30 83.22 1.678
4 100 60 80.64 1.936
5 100 120 79.03 2.097
6 100 180 78.84 2.116
7 100 240 78.57 2.143

43. Hình 3.7. Đồ thị biểu diễn lượng amoni bị hấp phụ theo thời gian (Khuấy)
Như vậy khả năng hấp phụ NH4
+
của zeolite 4A tổng hợp là khá tốt: khoảng 21,16
mg NH4
+
/ 1 g zeolite 4A. Thời gian hấp phụ đạt bão hòa trong điều kiện khuấy là sau 3
giờ.
3.2.2. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ ion amoni trong điều kiện
không khuấy
Cũng tiến hành điều kiện thí nghiệm như trên, nhưng chúng tôi chỉ ngâm zeolite
vào dung dịch amoni clorua mà không khuấy, kết quả thu được như sau :
− Lượng zeolite sử dụng: 0,1 g
− Thể tích dung dịch amoni là 100 ml, nồng độ 100 mg/l.
− Nhiệt độ khảo sát hấp phụ: 27o
C
− pH khảo sát hấp phụ: 6
− Thời gian thay đổi từ 1 giờ đến 8 giờ.
Kết quả được trình bày ở Bảng 3.8.
Bảng 3.8. Kết quả của quá trình khảo sát hấp phụ (Điều kiện không khuấy)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270
Lượngamonibịhấpphụ(mg)
Thời gian (phút)
Mẫu Nồng độ dung Thời gian (giờ) Nồng độ dung Lượng NH4
+
bị

44. Hình 3.8. Đồ thị biểu diễn lượng amoni bị hấp phụ theo thời gian (Ngâm)
Tốc độ hấp phụ NH4+
của zeolite 4A khá nhanh trong khoảng thời gian 1 giờ đầu
của quá trình hấp phụ. Cứ khoảng 1g zeolite thì hấp phụ khoảng 19,89 mg NH4
+
, tuy
nhiên tốc độ hấp phụ khi tiến hành trong điều kiện không khuấy chậm hơn nhiều so với
tiến hành trong điều kiện khuấy. Thời gian hấp phụ đạt bão hòa trong điều kiện không
khuấy là sau 6 giờ.
3.3. Khảo sát độ bền nhiệt của sản phẩm zeolite
Chúng tôi cũng tiến hành đo phân tích nhiệt để xác định nhiệt độ bền của sản
phẩm vừa được tổng hợp. Giản đồ phân tích nhiệt của mẫu zeolite 4A được trình bày ở
Hình 3.9 và Hình 3.10.
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Lượngamonibịhấpphụ(mg)
Thời gian (giờ)
dịch NH4
+
ban
đầu (mg/l)
dịch NH4
+
còn
lại (mg/l)
hấp phụ (mg)
8 100 1 85.19 1.481
9 100 2 82.74 1.726
10 100 4 81.33 1.867
11 100 6 80.11 1.989
12 100 8 79.58 2.042

45. Hình 3.9. Giản đồ phân tích nhiệt (TG – DTA) của mẫu ZE4A2
Hình 3.10. Giản đồ DTG của mẫu ZE4A2
Giản đồ phân tích nhiệt cho thấy: Khi nung zeolite
(Na2O.Al2O3.1,85SiO2.5,1H2O), xảy ra quá trình tách chậm nước hấp phụ xảy ra ở
khoảng nhiệt độ 40 – 900
C, ứng với một pic thu nhiệt nhỏ. Sự mất nước liên kết xảy ra ở
khoảng nhiệt độ từ 90 – 3000
C, ứng với một pic thu nhiệt lớn. Mất khối lượng ở 2 giai
đoạn này khoảng 15,6%.
.Từ trên 3000
C đến 10000
C, mất khối lượng có thể là do sự kết hợp của các oxit
làm thay đổi cấu trúc mạng tinh thể, hoặc chuyển pha, hoặc xảy ra hiện tượng nhiệt phân
một số hợp chất.
Vậy, ở khoảng nhiệt độ 3000
C, lượng nước liên kết trong zeolite hoàn toàn mất đi,
và zeolite bền nhiệt đến khoảng 10000
C.

46. 3.4. Khảo sát phổ IR của sản phẩm zeolite
Để xác định các liên kết có trong mẫu, chúng tôi tiến hành đo phổ IR của sản
phẩm, kết quả cho được như sau :
Hình 3.11. Phổ IR của mẫu CZE4A2
Từ Hình 3.11, chúng tôi xác định các peak hấp thụ ứng với dao động sau:
Peak hấp thụ 3300-3600 cm-1
, mạnh, tù: υO-H dao động hóa trị của nhóm OH trong
phân tử nước tạo liên kết hydro với nguyên tử oxi trong khung zeolite.
Peak hấp thụ 1635 cm-1
, mạnh: δO-H dao động biến dạng của HOH.
Peak hấp thụ 1000 cm-1
, mạnh, hơi tù: υO-H dao động hóa trị của liên kết Si-O trong tứ
diện Al(Si)-O4.
Peak hấp thụ 710-740 cm-1
, tù: là những peak hấp thụ của nước kết tinh trong tinh
thể.

47. Peak 569 cm-1
, nhọn, mạnh: liên quan đến sự tồn tại của các vòng kép D4R trong
cấu trúc khung của zeolite.
Peak 464 cm-1
, nhọn, trung bình: δO-H dao động biến dạng của Si-O trong tứ diện
Al(Si)-O4.
So sánh với phổ IR tham khảo của zeolite 4A chuẩn, một lần nữa chúng tôi khẳng
định mẫu zeolite tổng hợp được là ở dạng 4A.

48. CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
4.1. Kết luận
- Tổng hợp thành công zeolite 4A từ cao lanh Bình Phước bằng phương pháp thủy nhiệt
với các tỉ lệ mol phối liệu ban đầu tương ứng như sau : SiO2/Al2O3:
Na2O/SiO2:H2O/Na2O là 2,2:2,3:60.
- Sử dụng kiềm 2M sẽ cho hiệu suất tổng hợp cao nhất.
- Nguồn silic bổ sung có thể đi từ tro trấu hoặc cát đều cho kết quả tương đối tốt. Tuy
nhiên, nếu dùng cát sẽ tiết kiệm được lượng điện năng tiêu thụ, vì nung trấu phải tiến
hành ở nhiệt độ khá cao (8000
C).
- Zeolite 4A tổng hợp còn lẫn nhiều sodalite, tuy nhiên không ảnh hưởng nhiều đến khả
năng hấp phụ. Diện tích bề mặt của mẫu CZE4A2 là 7,79 m2
/g.
- Khả năng hấp phụ NH4
+
của zeolite 4A trong điều kiện khuấy là 21,16 mg NH4
+
/ 1 g
zeolite 4A. Thời gian hấp phụ đạt bão hòa là sau 3 giờ.
- Khả năng hấp phụ NH4
+
của zeolite 4A trong điều kiện không khuấy là 19,89 mg
NH4
+
/1g zeolite 4A. Thời gian hấp phụ đạt bão hòa là sau 6 giờ.
4.2. Đề xuất
Vì thời gian thực hiện khóa luận đã hết, đề tài vẫn còn nhiều vấn đề chưa được
khai thác. Trong tương lai, nếu có điều kiện, tôi xin kiến nghị một số phương hướng sau :
- Khảo sát các điều kiện tối ưu để hoàn thiện sản phẩm zeolite 4A.
- Nâng cao hiệu suất điều chế zeolite.
-Tiến hành thử khả năng hấp phụ kim loại nặng của zeolite 4A trong nước thải công
nghiệp.
- Nghiên cứu khả năng tái sử dụng zeolite 4A.

49. TÀI LIỆU THAM KHẢO
TIẾNG VIỆT
[1] Hoàng Nhâm (2008), Hóa học vô cơ, Tập 2, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội.
[2] Mai Tuyên (2004), Xúc tác zeolite trong hóa dầu, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà
Nội.
[3] Nguyễn Thị Thu Vân (2004), Phân tích định lượng, Đại học Bách khoa, Đại học Quốc
gia thành phố Hồ Chí Minh.
[4] Phan Thị Hoàng Oanh (2009 – 2010), Bài giảng chuyên đề “ Vật liệu vô cơ”, Khoa
Hóa, Trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh.
[5] Phan Thị Hoàng Oanh (2010 – 2011 ), Bài giảng chuyên đề “Phân tích cấu trúc vật
liệu vô cơ”, Khoa Hóa, Trường Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh.
[6] Phan Thị Hoàng Oanh (2011 – 2012 ), Bài giảng chuyên đề “ Hóa học chất rắn”,
Khoa Hóa, Trường Đại học Sư phạm thành Phố Hồ Chí Minh.
[7] Phan Văn Tường (2007), Vật liệu vô cơ, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội.
[8] Tạ Ngọc Đôn (2006), Zeolite từ khoáng sét Việt Nam: Những kết quả bước đầu và
triển vọng, Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học lần thứ 20 Đại học Bách khoa Hà Nội,
NXB Bách Khoa, Hà Nội, tr. 313 – 320.
[9] Nguyễn Đức Vũ Quyên (2010), Luận văn Thạc sĩ hóa học : Nghiên cứu tổng hợp, đặc
trưng và khả năng hấp phụ kim loại nặng của vật liệu zeolite 4A, Đại học Sư phạm Huế.
[10] Nguyễn Lê Hoàng Yến, Trương Quốc Phú (2006), Khả năng hấp thụ amonia của
zeolite tự nhiên trong môi trường nước ở các độ mặn khác nhau, Tạp chí Nghiên cứu
Khoa học 2006 : 1-7 Trường Đại học Cần Thơ.
TIẾNG ANH
[11] Yuelin ZHU, Zenghua CHANG, Juan PANG and Changjian XIONG, 2011,
Synthesis of zeolite 4A from kaolin and bauxite by alkaline fusion at low temperature.
Materials science forum vol.685 (2011) pp 298 – 306.
[12] Carlos Alberto, Rios Reyes, Graig Denver Villiams, Oscar Mauricio, Castellanos
Alarcon, Synthesis of zeolite LTA from thernaly treated kaolinite. Rev. Fac.Ing.Univ.
Antioqua N53, June 2010.
[13] Carlos Rios, Craig Williams, Martin Maple, Synthesis of zeolite & zeotypes by
hidrothermal transformetan of kaolinite & metakaolinit. Res C.A, xillian C.D, Maple
M.J.BISTUA V.5.N.1 (15-26).2007

50. [14] V. Chantawong, N. W. Havney, Synthesis of zeolite from Thai Kaolin for
Wastewater Treatment. Proceedings of the 2nd
Regional Conference on Energy
Technology Towards a Clean Environment 12-14 Februaly 2003, Phuket, Thailand.
[15] M. Murat, A. Amokrane, L. Montanaro, Synthesis of zeolites from thermally
activated kaolinite, (1992). Some observations on nucleation and growth. Clay Minerals
(1992) 27, 119 – 130.
[16] David Tin Win (2007), Zeolite – Earliest Solid State Acids, AU J.T. 11(1), pp.36–
41.
[17] H. V. Bekkum, E. M. Flanigen, P. A. Jacobs, J. C. Jansen (2001), Introduction to
Zeolite science and practice, 2nd
completely revised and expanded edition, Studies in
surface scien and catalysis 137.
[18] R. M. Barrer (1982), Hydrothermal chemistry of zeolite, Academic Press, London,
New York.
[19] K. S. Hui, C. Y. H. Chao (2006), Effects of step – Change of synthesis of zeolite 4A
from coal fly ash, Microporous and mesoporous materials, Vol. 88, pp. 145-151.
[20] K. S. Hui, C. Y. H. Chao (2006), Pure, Single phase, high crystalline, chamfered –
edge zeolite 4A synthesized from coal fly ash for use as a builder in detergents, Journal
of Hazardous Materials, Vol. B137, pp. 401-409.
[21] Hadi Nur (2001), Direct synthesis of NaA zeolite from rice husk ad carbonaceous
rice husk ash, Indonesian Journal of Agricultural Sciences, 1, pp. 40-45.
[22] Quantachrome Instrument (2008), Autosorb – 1 instrument and calibration data,
1900 Corporate Drive Boynton Beach, Florida, 33426 USA.
[23] Shoumkova A, Zeolite for water and wastewater treatment (2007): An overview,
Published by the Australian Institute of high Energetic Materials ( ABN : 68 126 426
917).
TÀI LIỆU INTERNET
[24] http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/bao-cao-vat-lieu-zeolite.174148.html
[25] http://ndthe.multiply.com/journal/item/4
[26] http://www.quantachrome.com
[27] http://congnghehoahoc.wordpress.com/2012/03/20/cao-lanh/
[28] http://doc.edu.vn/tai-lieu/du-an-dieu-tra-nghien-cuu-chat-luong-va-tru-luong-cat-
phong-dien-8339/

51. PHỤ LỤC

52. Phụ lục 1 : Phổ XRD của mẫu ZE4A1

53. Phụ lục 2 : Phổ XRD của mẫu ZE4A2

54. Phụ lục 3 : Phổ XRD của mẫu ZE4A3

55. Phụ lục 4 : Phổ XRD của mẫu CZE4A2

56. Phụ lục 5 : Ảnh SEM của mẫu ZE4A2 ở các độ phóng đại khác nhau