ZEOLITE VÀ NHỨNG ỨNG DỤNG THỰC TẾ

Page
1
ZEOLITE VÀ ỨNG DỤNG
Những năm gần đây, các vật liệu rây phân tử ngày càng đóng vai trò quan trọng trong xúc tác
công nghiệp, đặc biệt là Zeolit. Nó càng ngày càng thay thế vị trí các loại xúc tác trước đây, vì
thế đ thu hút được sự chú ý của nhiều nhà khoa học trên thế giới.

Hình 1: Cấu trúc của Zeolite được chụp qua kính hiển vi điện tử trong tự nhiên

Zeolit là một loại vô cơ được tìm thấy trong tự nhiên (khoảng 40 cấu trúc zeolit khác nhau và
một số được tổng hợp từ nhiều nguyên liệu khác nhau như đi từ Si, Al riêng lẻ, cao lanh (200
loại zeolit tổng hợp) chúng được ứng dụng rộng ri trong nhiều lĩnh vực khoa học cũng như
công nghiệp với vai trò chính là chất xúc tác, chất hấp phụ và trao đổi ion. Chúng còn được sử
dụng để tách và làm sạch khí, tách ion phóng xạ từ các chất thải phóng xạ và đặc biệt là xúc tác
cho nhiều quá trình chuyển hoá hydrocacbon. Chính nhờ những đặc tính nổi trội của nó so với
các loại xúc tác khác như: bề mặt riêng lớn, có thể điều chỉnh được lực axit và nồng độ tâm axit,
cấu trúc tinh thể xốp với kích thước mao quản đồng đều phù hợp với nhiều loại phân tử có kích


Page
2
cỡ từ 5A
o
- 12A
o
và khả năng biến tính tốt. Do đó Zeolit được đánh giá là loại xúc tác có độ bền,
hoạt tính và chọn lọc cao.

I – CẤU TẠO ZEOLITE

Zeolit là một loại chất rắn xốp, được đặc trưng bởi cấu trúc tinh thể bao gồm: Khung 3 chiều
được hình thành bởi các liên kết TO4 (T là Si, Al…). Mỗi nguyên tử Oxi được dùng chung cho
2 nguyên tử T. Các mao quản, lỗ trống với kích thước phân tử có thể chứa các cation bù điện
tích, nước, muối và các phân tử khác.


Hình 2: Mô phỏng cấu trúc Zeolite

Đường kính của mao quản và lỗ xốp phụ thuộc vào cấu trúc của từng loại zeolit khác nhau và
thường nằm trong khoảng từ 3 – 1.3 A
o
. Diện tích riêng bề mặt lớn nhất: 800m2/g. Thể tích
riêng xốp lớn nhất: 0.35 cm3/g.
Công thức tổng quát của các Zeolite: Me
2
/nO.Al
2
O
3
.xSiO
2
.yH
2
O
n: hoá trị của cation Me
x: tỉ số SiO2/Al2O3
y: số phân tử H2O


Page

3
Trong cấu trúc Zeolit không tồn tại liên kết Al-O-Al mà chỉ có dạng liên kết Si-O-Si và Si-O-Al
nên tỉ lệ Si/Al ≥ 1. Nền tảng cơ bản tạo nên Zeolite là sodalit - các bát diện cụt có đỉnh là Al
3+

hoặc Si
4+

Mỗi ion này là tâm của tứ diện mà 4 đỉnh là O
2-
hoặc OH
-
. Tuỳ theo việc lắp ghép khác nhau mà
ta được các loại Zeolite khác nhau. Ví dụ:

(a)
(b)
Hình 3: Zeolite A (a) và Zeolite X(Y) (b)

II – PHÂN LOẠI ZEOLITE
Phân loại zeolit: Có nhiều cách để phân loại nhưng người ta thường phân loại theo nguồn gốc,
theo thành phần hóa học và theo đường kình mao quản.
II. 1 - Phân loi theo ngun gc:
Zeolit tự nhiên: thường kém bền và do thành phần hoá học biến đổi đáng kể nên chỉ có
một vài loại Zeolít tự nhiên có khả năng ứng dụng thực tế như:
Analcime, chabazite, hurdenite, clinoptilonit và chúng chỉ phù hợp với những ứng
dụng mà không yêu cầu tinhkhiết cao.
Zeolit tổng hợp: ZeolítA, ZeolítX, ZeolítY, ZeolítZSM-5, ZSM-11 Zeolít tổng
hợp có thành phần đồng nhất và tinh khiết, đa dạng về chủng loại nên được ứng dụng rất
rộng ri trong công nghiệp cũng như trong nghiên cứu.

Page
4
II. 2 - Phân loi theo thnh phn ha hc:
Zeolit giàu Al: Là loại zeolit có tỉ lệ SiO
2
/Al
2
O
3
≥ 2
Zeolit Silic trung bình: tỉ lệ SiO
2
/Al
2
O
3
= 4 – 5 có thể tới 10
Zeolit giàu silic: tỉ lệ SiO
2
/Al
2
O
3
= 20 – 200
Rây phân tử: Là loại vật liệu có cấu trúc tinh thể hoặc tương ứng aluminosilicat tinh thể
nhưng không chứa nhôm. Kị nước và không có khả năng hấp thụ ion.
Zeolit biến tính: Zeolit sau khi d được tổng hợp s được người ta dùng các phương pháp

biên tính làm thay đổi thành phần hóa học
II. 3 - Phân loi Zeolít theo kích thước mao quản
Việc phân loại Zeolít theo kích thước mao quản rất thuận tiện cho việc nghiên cứu ứngdụng
Zeolít, theo cách này ta chia Zeolít ra làm 3 loại:
Zeolít có mao quản rộng: đường kính mao quản từ 7A đến 8A
Zeolít mao quản trung bình: từ 5A đến 6A
Zeolítmaoquản hẹp: dưới 5A



Page
5

Bảng 1: Công thức cấu tạo một số Zeolite










Page
6

III - TÍNH CHẤT CỦA ZEOLITE
(a)
(b)
(c)

(d)
Hinh 4: Tinh thể các Zeolite (a-Analcine; b-chabazite; c- Heulandite ;d- Scolecite


Page
7


Hình 5: Hình dạng bề mặt Zeolite

Do hình dạng bề mặt Zeolite có cấu tạo đặc biệt như trên nên Zeolite có các tính chất bề mặt
sau:
III. 1 - Tính trao đổi ion
Số oxy hóa của Si:+4, Al:+3
Tâm Si : trung hòa điện
Tâm Al : tích điện âm → trung hòa bởi 1ion dương( ion kiềm hoặc kiềm thổ) → tính trao đổi
ion

Page
8

Khả năng trao đổi cation là một trong những tính chất quan trọng của Zeolite.do cấu trúc không
gian ba chiều bền vững nên khi trao đổi ion thì:
Không làm thay đổi cấu trúc tinh thể
Ở vị trí khác nhau, tốc độ trao đổi khác nhau
-vị trí mở(bề mặt) : dễ dàng
-ở vị trí kín (sođalit, lăng trụ): khó khăn
Để tăng độ trao đổi ion:
Xử lý với dd chứa ion trao đổi nhiều lần
Giữa các lần phải sấy khô và xử lý nhiệt(nung ở 500
0
C)
-Phân bố đồng đều cation ở các vị trí khác nhau
-Một phần cation di chuyển từ vị trí kín mở nên dễ trao đổi
III. 2 - Sự hình thành tâm acid
Các Tâm axit tạo nên hoạt tính xúc tác
Tỷ lệ Si/Al tăng số tâm axit giảm, độ bền tâm axit tăng


Page
9
ở vị trí khác nhau thì độ linh động của các proton khác nhau dẫn đến độ axit không đồng
đều.
Trao đổi ion hình thành tâm acid, quá trình như sau:

Các ion như Na
+
,Mg
2+
hay proton s trung hoà điện tích này và hình thành tâm axit Bronsted
Khi tiến hành xử lý nhiệt ở khoảng nhiệt độ 400 – 500
o
C thì xuất hiện các tâm axít Lewis theo
sơ đồ sau

III.3 - Tính chất chn lc hình dng


Page
10

Để một phân tử phản ứng được trên Zeolite cần phải thực hiện các bước sau:
Khuếch tán đến bề mặt Zeolite
Đi vào mao quản các của sổ và khuếch tán đến trung tâm hoạt động

Hấp phụ vào mao quản trên trung tâm hoạt động và hình thnahf chất trung gian phản ứng
Thực hiện phản ứng để tạo sản phẩm
Khử hấp phụ và khuếch tán sản phẩm ra ngoài mao quản.
Như vậy, sự khuếch tán chất phản ứng và sản phaamrt rong mao quản Zeolite đóng vai trò hết
sức quan trọng trong phản ứng xúc tác, vì vậy nó ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng cũng như
phân bố sản phẩm. điều này chứng tỏ, vận tốc phản ứng không chỉ phụ thuộc vào hoạt tính của
trung tâm mà còn phụ thuộc vào cả kích thước mao quản chứa trung tâm hoạt động, hình dạng
của phân tử phản ứng. nếu kích thước động học của các phân tử < kích thước mao quản thì phân
tử có thể vào trong mao quản gặp trung tâm hoạt động → tính chất chọn lọc hình dạng của
Zeolite. Với hệ mao quản đồng nhất có đường kính mao quản nhỏ hơn 10Å thì các Zeolite thể
hiện tính chất chọn lọc rất cao. Có ba hình thức chọn lọc là:

a) Chn lc chất phản ứng
Kiểu chọn lọc này xuất hiện giữa những sản phẩm hình thành trong phản ứng, sản phẩm có kích
thước phân tử nhỏ hơn kích thước mao quản mới khuếch tán ra ngoài hệ mao quản.
Điều này thể hiện rất rõ trong phản ứng ankyl hóa hydrocarbon thơm. Sản phẩm đồng phân para
có tốc độ khuếch tán nhanh bao giờ cũng chiếm tỉ lệ cao hơn so với các đồng phân orthor và
methar trong hỗn hợp sản phẩm.
b) Chn lc sản phẩm trung gian
Hiện tượng này chỉ xảy ra khi một vài phản ứng bị ngăn cản do kích thước của chất trung gian
không phù hợp với kích thước mao quản Zeolite.



Page
11


IV - CÔNG NGHỆ TỔNG HỢP ZEOLITE
1) Tổng hợp zeolit từ các ngun Si v Al riêng biệt

Tổng hợp thủy nhiệt zeolit là quá trình chuyển hóa hỗn hợp gồm các hợp chất chứa Si, Al,
cation kim loại kiềm, các chất hữu cơ và nước trong một dung dịch quá bo hoà từ gel
aluminosilicat vô định hình. Quá trình này gồm 3 giai đoạn: Giai đoạn đạt tới trạng thái bo hoà,
giai đoạn tạo mầm và giai đoạn lớn lên của tinh thể.
Từ các nguồn chứa Si và Al riêng biệt ban đầu, ngay khi trộn lẫn chúng với nhau trong môi
trường có nhiệt độ và pH nhất định, gel aluminosilicat s được hình thành. Sự hình thành gel là
do quá trình ngưng tụ các liên kết Si–OH và =Al–OH để tạo ra các liên kết mới Si–O–Si, Si–O–
Al dưới dạng vô định hình. Tiếp đó, gel được hoà tan nhờ các tác nhân khoáng hoá (OH
-
,F
-
) tạo
nên các tiền tố SBU. Sau đó, nhờ sự có mặt của chất tạo cấu trúc s hình thành các SBU nhất
định. Trong các điều kiện thích hợp (như chất tạo cấu trúc, nhiệt độ, áp suất,…) các SBU s liên
kết với nhau tạo ra các mầm tinh thể, các mầm này lớn dần lên thành các tinh thể hoàn chỉnh của
zeolit. Tuỳ thuộc vào các cách ghép nối khác nhau của các SBU mà ta thu được các loại zeolit
có cấu trúc tinh thể khác nhau. Ngoài ra, zeolit là các pha giả bền và quá trình kết tinh zeolit
chính là quá trình chuyển hóa pha liên tục nên trong quá trình kết tinh pha kém bền chuyển sang
các pha khác bền hơn về mặt nhiệt động.

2) Tổng hợp zeolit từ cao lanh
Trong rất nhiều các loại khoáng sét đ được nghiên cứu, chỉ có một số loại được sử dụng nhiều
cho tổng hợp zeolit, điển hình là khoáng kaolinit. Loại khoáng này có cấu trúc lớp 1:1, dạng
diocta. Thành phần hoá học chủ yếu của kaolinit là SiO2, Al
2
O
3
và H
2
O. Tỷ số

SiO
2
/Al
2
O
3
thông thường từ 2,1 đến 2,4. Do đó, kaolinit là nguyên liệu tốt cho quá trình tổng
hợp các loại zeolit có tỷ số SiO
2
/Al
2
O
3
thấp như zeolit X,Y và P.
Bằng thực nghiệm người ta đ chứng minh được nếu kết tinh khoáng sét chưa được xử lý ở nhiệt
độ cao trong dung dịch kiềm thì quá trình chuyển hoá cấu trúc rất khó khăn, sản phẩm thu được
thường là feldspar ngậm nước hoặc là hydroxysodalit. Do đó, khi tổng hợp zeolit từ cao lanh
luôn cần phải trải qua giai đoạn xử lý nhiệt để cao lanh chuyển về dạng meta caolanh


Page
12

Sau khi nung ở nhiệt độ cao, cao lanh trở thành các pha khuyết tật, các lớp tứ diện SiO
4
vẫn
được bảo toàn xen k với các đơn vị tứ diện AlO
4
-
được tạo nên từ lớp bát diện trong cấu trúc

ban đầu. Việc sử lý nhiệt trước khi kết tinh làm khoáng sét trở nên hoạt động hơn, giúp cho quá
trình chuyển hoá cao lanh thành zeolit thuận lợi hơn nhiều.
3) Một s yếu t ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp zeolit
Ảnh hưởng của nguồn nguyên liệu: Nguyên liệu có ảnh hưởng rất lớn đến việc hình thành zeolit.
Với nguồn nguyên liệu là các hóa chất tinh khiết, zeolit tổng hợp được có độ tinh thể khá cao, có
thể đạt 100%. Khi sử dụng nguồn nguyên liệu là các khoáng sét tự nhiên, zeolit Y thu được có
độ tinh thể kém hơn. Nguyên nhân là do ảnh hưởng của các tạp chất cũng như sự có mặt của
nhiều khoáng sét khác nhau trong nguyên liệu ban đầu.
Ảnh hưởng của tỷ số Si/Al: Sự hình thành các đơn vị cấu trúc thứ cấp (SBU) chịu ảnh hưởng
mạnh của tỷ lệ Si/Al trong thành phần gel. Nếu tỷ lệ Si/Al £ 4 s ưu tiên hình thành vòng 4,6 tứ
diện; vòng 5 tứ diện chỉ được hình thành khi tỷ số Si/Al > 4. Ngoài ra, tỷ số Si/Al còn ảnh
hưởng tới tốc độ kết tinh zeolit. Thông thường, hàm lượng Al cao s làm giảm tốc độ kết tinh.
Ảnh hưởng của độ pH: pH trong dung dịch tổng hợp là yếu tố rất quan trọng và thường dao
động trong khoảng 9 ¸ 13. Độ pH có ảnh hưởng tới tốc độ tạo mầm, hiệu suất quá trình kết tinh,
tỷ lệ Si/Al trong sản phẩm. Ngoài ra, nó còn ảnh hưởng đến tỷ lệ hình dạng của tinh thể zeolit
tổng hợp được .
Độ pH có ảnh hưởng đến tỷ số Si/Al trong sản phẩm. Đối với zeolit trung bình silic thì khi pH
tăng lên, tỷ số Si/Al có xu hướng giảm đi, trong khi đó với zeolit giàu nhôm thì tỷ số Si/Al hầu
như không thay đổi. Như vậy, độ pH hay nồng độ OH
-
/SiO
2
trong gel tổng hợp là yếu tố rất
quan trọng, có ảnh hưởng lớn đến quá trình tổng hợp zeolit. Vì vậy, đối mỗi loại zeolit khác
nhau cần phải lựa chọn tỷ lệ này cho thích hợp, sao cho vừa đủ để OH
-
đóng vai trò chất khoáng
hoá, nhanh chóng tạo dung dịch quá bo hoà nhưng lại không quá lớn để tránh kèm theo sự hòa
tan tinh thể trong quá trình tổng hợp.
Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian: Kết tinh thuỷ nhiệt là một quá trình hoạt hóa, chịu ảnh

hưởng trực tiếp của nhiệt độ và thời gian. Khi tăng nhiệt độ, thời gian kết tinh ngắn hơn. Nhiệt
độ cũng có ảnh hưỏng mạnh đến kiểu cấu trúc tinh thể và đối với mỗi loại zeolit luôn tồn tại một
giới hạn về nhiệt độ kết tinh. Bên cạnh đó, thời gian kết tinh cũng ảnh hưởng đến tốc độ lớn lên


Page
13

của tinh thể. Khi kéo dài thời gian kết tinh, tốc độ lớn lên của tinh thể có xu hướng tăng nhanh.
Tuy nhiên, zeolit là những pha giả bền và quá trình kết tinh zeolit là quá trình chuyển hoá pha
liên tục nên trong quá trình kết tinh pha kém bền chuyển dần sang pha khác bền hơn về mặt
nhiệt động.
Ảnh hưởng của chất tạo cấu trúc: Chất tạo cấu trúc (Template hay Structure Directing Agents)
có ảnh hưởng quan trọng đến sự hình thành mạng lưới cấu trúc tinh thể trong quá trình tổng hợp
zeolit, đặc biệt là đối với các zeolit giàu silic. Ảnh hưởng của chất tạo cấu trúc đến quá trình kết
tinh zeolit được thể hiện ở 3 khía cạnh: Thứ nhất, chất tạo cấu trúc ảnh hưởng tới quá trình gel
hoá, tạo mầm và sự lớn lên của tinh thể. Các đơn vị TO
4
được sắp xếp thành những hình khối
đặc biệt xung quanh chất tạo cấu trúc và kết quả là tạo ra các tiền tố SBU định trước cho quá
trình tạo mầm và phát triển của tinh thể. Thứ hai, chất tạo cấu trúc làm giảm năng lượng bề mặt
dẫn đến làm giảm thế hoá học của mạng lưới aluminosilicat. Nó góp phần làm bền khung zeolit
nhờ các tương tác mới (như liên kết hydro, tương tác tĩnh điện và tương tác khuếch tán), đồng
thời định hướng hình dạng và cấu trúc của zeolit. Thứ ba, chất tạo cấu trúc giúp mở rộng khả
năng tổng hợp zeolit, nhất là các zeolit giàu silic. Ngoài các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình
thành zeolit kể trên, người ta còn có thể thêm mầm tinh thể vào hỗn hợp gel giúp quá trình kết
tinh được nhanh hơn. Đồng thời, có thể tăng diện tích bề mặt của zeolit thu được bằng cách
thêm vào các mầm tinh thể có kích thước nhỏ

V - ỨNG DỤNG ZEOLITE

V.1 Trong nông nghiệp
1) Trng trt
a) Giữ li dưỡng chất cn thiết cho cây, v giảm thiểu việc mất chất dinh dưỡng trong đất.
Zeolite là một khoáng chất tự nhiên (một thành phần của nhóm hỗn hợp Alumino-Silicat đ
được hyđrat hoá). Zeolite mang theo các điện tích âm được trung hoà bởi sự chuyển động tự do
của các cation mang theo các điện tích dương. Điều này cung cấp một khoáng chất lý tưởng cho
những cation dương như Nitơ, Amoni và kali cacbonat khi những khí này được tiết ra khi cây
cần. Zeolite có một cấu trúc thông thoáng với hệ thống mạng lưới mao mạch tạo ra một khu bề
mặt rộng để giữ lại và trao đổi các dưỡng chất quý.


Page
14

b) Nâng cao chất lượng phân bn, cải thiện chất lượng đất lâu di
Nhiều vườn cây ăn quả và hoa màu được trồng trên những vùng đất có khả năng thoát nước
kém. Hệ thống thoát nước rất quan trọng trong việc ngăn chặn các bệnh của rễ cây nhưng cũng
có thể làm rửa trôi rất nhanh các dưỡng chất ra khỏi khu vực xung quanh rễ cây. Những dưỡng
chất nói trên rất quan trọng để cây tăng trưởng tốt và đạt sản lượng cao. Những dưỡng chất quan
trọng được kể đến là Nitơ, Kali và một ít Canxi, Mg và các nguyên tố vi lượng.
Cách làm thường gặp cho những vụ mùa là áp dụng tỉ lệ phân bón cao để khắc phục lượng chất
dinh dưỡng bị mất do hiện tượng rửa trôi. Cách làm này vừa tốn kém mà lại không có hiệu quả
đồng thời ảnh hưởng xấu đến môi trường xung quanh.
Zeolite có thể giữ dưỡng chất trong khu vực rễ cây để sử dụng khi cây cần. Điều này khiến cho
phân bón N và K sử dụng có hiệu quả hơn - nghĩa là ít phân bón hơn mà vẫn cho năng suất
tương đương nhau hoặc là cùng một lượng phân như thế nhưng có tác dụng lâu dài và cho năng
suất cao hơn.
Thêm một lợi ích nữa khi sử dụng Zeolite là không giống như các chất cải tạo đất như thạch cao
và vôi bột Zeolite không phân huỷ theo thời gian mà giữ lại trong đất để giúp đất lưu lại các
dưỡng chất. Với những ứng dụng có tác dụng lâu dài như thế, zeolite s giúp đất nâng cao khả

năng lưu giữ chất đinh dưỡng và nâng cao sản lượng.
Zeolite không phải là Axit. Trên thực tế nó giống như kiềm và việc sử dụng đồng thời với phân
bón có thể giúp đất giảm bớt độ PH và do đó giảm bớt nhu cầu rải vôi bột. Phân bón vi lượng
nhả chậm. Ngoài ra các nguyên tố vi lượng cũng cần thiết cho cây trồng. Việc đưa các nguyên tố
vi lượng vào phân và khi bón phân vi lượng s cung cấp cho cây trồng, quá trình này rất khó
khăn vì các nguyên tố vi lượng cần cho cậy vô cùng bé .Ngoài ra còn có sự ảnh hưởng của quá
trình rửa trôi vi lượng do tác dụng của môi trường. Với ý đồ gắn nguyên tố vi lượng vào trong
chất nền Zeolite , khi bón xuống ruộng các nguyên tố vi lượng s được nhả từ từ cho cây kịp hấp
thu. Như vậy vi lượng s phân bố đồng đều trên đồng ruộng cho cây hấp thu. Lượng giải hấp
không nhiều sau 28 ngày đạt 0.72% như vậy chúng ta có thể bón vi lượng cho cây trồng dùng
cho nhiều niên vụ Link
c) Phương thức sử dụng phân bn N v K hiệu quả hơn nhờ Zeolit


Page
15

- Không dùng Zeolite:

1. Rải phân N/K lên bề mặt đất.
2. Tưới tiêu sau khi ứng dụng Zeolite làm giảm lượng Nitơ bị mất do bay hơi - Nitơ bị bay hơi ở
dạng khí Amoni.
3. Tưới tiêu đưa phân bón vào khu vực rễ cây.
4. Cây có thể hấp thu lượng phân bón cần thiết trong lúc phân vẫn còn lưu tại khu vực rễ cây.
Một lượng phân bón mất do bị rửa trôi sớm.
5. Một lượng lớn phân bón bị mất di chuyển ra khỏi khu vực rễ cây (bị rửa trôi) vì đất cát không
có khả năng giữ được phần lớn chất dinh dưỡng.
- Có dùng Zeolite:

1. a) Rải phân bón vào đất đ chứa Zeolite sao cho chúng có khả năng liên kết chặt ch với

nhau; hoặc
b) Rải phân bón đ chứa Zeolite (trộn hoặc bao bọc).
2. Giảm nguy cơ bay hơi khi zeolite thấm hút các phân tử Amoni.


Page
16

3. Tưới tiêu đẩy phân bón vào khu vực rễ cây trong khi một số thành phần khác trong phân bón
vẫn liên kết với Zeolite.
4. Phân bón trong Zeolite giữ lại xung quanh khu vực rễ cây đến khi cây cần hấp thụ.
5. Lượng phân bón mất do rửa trôi bị giảm đi và phân bón từ Zeolite có khả năng kéo dài vòng
đời của phân.
6. Cải thiện chất lượng đất lâu dài, tăng khả năng lưu giữ CEC và dưỡng chất trong đất.

Hình 6 : Ưu điểm cảu phân bón có chứa Zeolite


Page
17


Tính chất vật lý tốt, cụ thể là: Cấu trúc đất tơi xốp không bị hợp nhất, độ linh động lớn, khả
năng hấp thụ nước cao, khả năng hấp thụ tuyệt vời do một hệ thống phát triển của các kênh và lỗ
chân lông, khả năng trao đổi ion lớn (lên đến 160 mg tương đương cho mỗi 100g),
Hấp thụ các ion amoni và các chất dinh dưỡng vào cấu trúc xốp (cấu trúc tổ ong).
Thân thiện với môi trường, thuận tiện để lưu trữ, vận chuyển và bón vào đất. Có thể được sử
dụng kèm với phân bón hữu cơ. Kết quả tốt nhất khi trộn với than bùn.
Tạo điều kiện cho toàn bộ hệ thống rễ cây tăng trưởng và phát triển, giữ lại một số lượng đủ
nước trong khu vực của rễ - 40 đến70% trọng lượng riêng của mình, hoạt động như một hồ

chứa để lưu trữ phân bón: nitrat, phốt phát, kali, các chất dinh dưỡng vàcác thành phần quan
trọng nhất cho sự sinh trưởng và sự phát triển của thực vật. Hút và giữ phân bón trong cấu
trúc xốp của nócho đến khi rễ cây tìm thấy chúng. Nitơ giữ lại zeolite là không hòa tan trong
nước và không được rửa sạch trong một thời gian dài của thời gian.
Tiết kiệm phân bón, đặc biệt là nitơ. Cải thiện sự hấp thụ phân bón cho cây trồng
đến 20 đến 40%. Nếu không sử dụng Zeolite thì s có khoảng 35% Nitơ s bị rửa trôi hoặc ngấm
vào mạch nước ngầm gây ô nhiễm nitrat và nitrit.
2- Trong chăn nuôi v nuôi trng thủy hải sản
Zeolite làm thức ăn bổ sung, tăng nhanh hiệu quả sinh trưởng phát triển của động vật; giảm giá
thành thức ăn chăn nuôi, Zeolite có 3 đặc điểm:
Có thể dung giải với những nguyên tố hữu ích, hấp phụ những nguyên tố có hại và ammonium,
mùi hôi, đặc biệt có khả năng khống chế hoạt tính vi khuẩn có hại (khuẩn độc), bảo vệ sức khoẻ
động vật, đồng thời cải thiện, làm sạch môi trường chăn nuôi và xử lý nước trong nuôi trồng
thủy sản.
Có tác dụng với các nguyên tố vi lượng hữu ích như trong đường ruột tăng cường khả năng hấp
thụ Ca, và nhiều loại nguyên tố vi lượng hữu ích khác trong cơ thể động vật.


Page
18

Có tác dụng tăng cường khả năng nghiền, ma sát trong dạ dày động vật, đặc biệt là đối với gia
cầm. Làm giảm tốc độ di chuyển thức ăn trong đường ống dạ dày và đường ruột do đó tăng khả
năng tiêu hoá dạ dày và đường ruột, từ đó hiệu quả hấp thụ, sử dụng thức ăn tăng cao.
Đối với đông vật nuôi trồng thuỷ sản: Sử dụng Zeolite độ thuần 70%; khả năng hấp phụ
ammonium 100 - 150 mg/ 100 g; kích thước hạt 83mm tăng 3% - 5% vào khẩu phần, thực
nghiệm trên cá chép tăng trọng bình quân mỗi ngày tăng 4,5%, giảm bệnh tật, đối với cá trắm cỏ
cho tăng 4,5% khẩu phần là tốt nhất. Trong nuôi trồng thủy sản còn sử dụng bột Zeolite, cải
thiện chất lượng nước, chống ô nhiễm môi trường.
Đi với chăn nuôi:

Theo tài liệu của Liên Xô trước đây mỗi kg thức ăn cho thêm 0.75 g Zeolite, nâng cao khả năng
tăng trọng lợn 8%. Một số thí nghiệm gần đây của Trung Quốc xác định thêm 3 - 5% bột Zeolite
vào thức ăn hỗn hợp cho gà đẻ, 2 - 3% cho gà thịt và 3 - 4% cho lợn là thích hợp nhất, tốc độ
tăng trọng đối với lợn thịt tăng 3 - 4%; Giảm thấp tỷ lệ tiêu hao thức ăn từ 4 - 10%. Bột Zeolite
tự nhiên rất ổn định vì vậy người ta sử dụng bột Zeolite tự nhiên làm chất đệm (chất mang)
trong sản xuất Premix, đặc biệt là Premix khoáng.
Zeolite tự nhiên vừa dùng làm thức ăn bổ sung khoáng vi lượng nuôi dưỡng gia súc, gia cầm,
nuôi trồng thủy sản, vừa làm chất đệm chuồng nuôi gia cầm, gia súc, nó hút mùi hôi thối, diệt
khuẩn, vừa làm chất lọc nước, sạch môi trường nuôi trồng thủy sản. Mỗi năm cần sử dụng ước
300.000 - 500.000 nghìn tấn. Trong tương lai ngành chăn nuôi và nuôi trồng thuỷ sản phát triển
cần sử dụng 1 triệu tấn/ năm.
V.2 Trong công nghiệp
1. Trong công nghiệp ha du
Việc tìm ra zeolit đ tạo bước ngoặt lớn trong công nghiệp hóa học, đặc biệt là trong ngành dầu
khí. Sự ứng dụng zeolit làm tăng cả về số lượng và chất lượng của sản phẩm dầu mỏ. Zeolit


Page
19

được sử dụng trong hầu hết các công đoạn quan trọng như: Cracking, Oligome hóa, Alkyl hóa,
Izome hóa, thơm hóa các alkan, alken. Zeolit được sử dụng như là chất xúc tác trong công
nghiệp hóa dầu, ví dụ trong dịch cracking xúc tác và hydrocracking. Zeolit nhốt các phân tử
trong không gian nhỏ, gây ra những thay đổi trong cấu trúc và phản ứng của chúng. Hiện nay,
zeolit chiếm khoảng 95% tổng lượng xúc tác dùng trong lọc, hóa dầu.


2. Trong công nghiệp ht nhân
Zeolit được sử dụng trong các phương pháp tái chế tiên tiến, có thể loại bỏ các sản phẩm phân
hạch từ các chất thải hạt nhân. Zeolit cũng được sử dụng trong việc ngăn chặn rò rỉ chất phóng

xạ. Ví dụ như trong thảm họa hạt nhân Fukushima Daiichi, zeolit được thả vào nước biển gần
nhà máy điện để hấp thụ phóng xạ cesium

3. Trong hệ thng sưởi ấm v lm lnh
Zeolit có thể sử dụng như là thu năng lượng mặt trời và làm lạnh . Khi chuyển từ dạng dehydrat
sang dạng một hydrat thì zeolit rất hữu ích trong việc hấp thụ nhiệt, năng lương nhiệt mặt trời.
Zeolit cũng được sử dụng như một lưới lọc phân tử trong máy bơm chân không

4. Trong công nghiệp chất tẩy rửa
Zeolit cũng được sử dụng trong chất tẩy rửa. Vào năm 1992, sản lượng zeolit A lên tới 1,44 triệu
tấn.

5. Trong công nghiệp xây dựng
Zeolit cũng được sử dụng như một chất phụ gia trong quá trình sản xuất bê tông nhựa. Sự phát
triển của ứng dụng này được bắt đầu từ Đức trong những năm 1990.
Nó giúp làm giảm nhiệt độ trong quá trình sản xuất và lắp đặt bê tông nhựa và lượng tiêu thụ ít
hơn các nhiên liệu hóa thạch, do đó là giảm lượng CO2.
Khi thêm vào xi măng Portland là một pozzolan, nó có thể làm giảm tính thấm clorua và cải
thiện chất lượng của xi măng.


Page
20


V.3 Xúc tác ha hc
Người ta đ phát hiện ra một loại zeolit mới, đó là nhôm photphat (AlPO
4
). Loại zeolit này khi
được thế bởi nhóm thế khác hóa trị s có tính axit và làm xúc tác cho phản ứng oxy hóa - khử.

Việc thế kim loại vào zeolit s làm cho nó có một số tính chất mới. Thí dụ: khi thế kim loại thiếc
(Sn) vào zeolit s tạo ra zeolit b có thể làm xúc tác cho phản ứng oxy hóa xeton thành este và
lacton. Khi thế mangan hoặc coban vào zeolit nhôm photphat s tạo ra loại zeolit có lỗ xốp nhỏ
và có khả năng oxy hóa chọn lọc các nguyên tử cacbon cuối của ankan (C
n
H
2n+2
). Người ta đ
tổng hợp được titansilicat mà kích thước lỗ xốp của nó được thay đổi tùy theo sự điều chỉnh
nhiệt độ nung. Titansilicat được sử dụng như một loại rây phân tử để tách một số hỗn hợp khí
quan trọng.
Scanđi (Sc) có tính chất gần như nhôm nhưng vì trước đây có giá đắt nên người ta khó áp dụng
trong các nghiên cứu về zeolit. Tuy nhiên, hiện nay do giá scanđi hạ nên việc này có thuận lợi
hơn. Người ta đ điều chế được scanđisilicat có cấu trúc rất giống với cấu trúc của zeolit ZSM -
5 với nhiều tính chất đặc biệt.
Ngày nay các zeolit nhân tạo đang được áp dụng ngày càng rộng ri. Một số loại zeolit có những
tính chất rất độc đáo (ví dụ: khi làm nóng lên nó s co lại ) s là đối tượng nghiên cứu của các
nhà khoa học để tìm ra các ứng dụng mới (điều chỉnh độ dài sóng của tia laser, chế tạo các linh
kiện điện tử cực nhỏ v.v ).
- Dùng làm rây phân tử, có tác dụng chọn lọc những phân tử có kích thước bé hơn hay
bằng kích thước lỗ mao quản, có tác dụng nhiều trong hóa học hữu cơ
- Dùng làm tác nhân xử lý kim loại trong nước, lọc nước đục thành nước trong, loại bỏ
NH3 trong nước thải
- Dùng làm chất xúc tác, dùng nhiều nhất trong phản ứng cracking , Zeolit dạng HLaY là
chất xúc tác chủ yếu trong công nghiệp lọc dầu, hàng năm người ta sử dụng chất xúc tác
đó khoảng 300 000 tấn/ năm
- Dùng làm chất mang cho các loại xúc tác khác


Page

21

V.4 Trong các lĩnh vực khác
1) Trong y tế
Clinoptilolite là một dạng của tự nhiên zeolite. Trong năm 2009, James Hoa, và cộng sự. al. từ
Bắc Carolina Eno dựa trên nghiên cứu, công bố các kết quả của một nghiên cứu trong đó các
tình nguyện viên tiêu thụ một đình chỉ clinoptilolite trong nước hoặc giả dược cho đến 30 ngày.
Nhóm zeolite có kinh nghiệm một sự gia tăng nhanh chóng và đáng kể trong sự bài tiết nước
tiểu của một hoặc nhiều kim loại nặng, đặc biệt là chì và thủy ngân, trong khi nhóm dùng giả
dược không thay đổi. Zeolite được sử dụng như là một cái rây phân tử để tạo ra oxy tinh khiết từ
không khí bằng cách sử dụng khả năng bẫy các tạp chất, trong một quá trình liên quan đến việc
hấp thụ khí nitơ, oxy để lại rất tinh khiết và argon% lên đến 5%.
Quik Clot đại lý thương hiệu cầm máu, được dùng để cầm máu trầm trọng, có một hình thức nạp
canxi của zeolite. Một số dựa trên clinoptilolite bổ sung dinh dưỡng đ chứng minh hoạt động
chống oxy hóa ở người. Zeolite ZSM-5, một khoáng chất có hiệu quả hấp phụ, cho thấy triển
vọng mạnh m là điều trị chính của ngộ độc cấp tính do uống paraquat miệng. Nó làm điều này
bằng bất động lâu bền được các loại thuốc diệt cỏ để cơ thể của bạn có thể nhận được thoát khỏi
nó. Trong các nghiên cứu động vật của bệnh ung thư và các khối u, Micronized zeolite
clinoptilolite, khi kết hợp với điều trị ung thư thường xuyên, dẫn đến cải thiện sức khỏe tổng
thể, cuộc sống lâu hơn, giảm kích thước khối u và di căn giảm trong một số trường hợp. Địa
phương áp dụng các clinoptilolite zeolite đến ung thư da của con chó làm giảm sự hình thành
khối u và tăng trưởng. Các nhà nghiên cứu đ không thực hiện bất kỳ tác dụng phụ bất lợi.
Trong bệnh nhân bỏng nặng, một phụ gia thực phẩm có chứa zeolit thăng chữa bệnh sớm hơn và
nhanh hơn.
2) Ngoi ra một s khoáng Zeolite còn dùng lm đ trang sức v đá quý

Page
22





VI – TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Properties, Preparation and Application of Zeolites (Wolfgang Schmidt, Dr. rer. nat Max-
Planck-Institut für Kohlenforschung)
2. Catalysist by Metal containing Zeolites( Martin Wallau and Ulf Schuchardt- Campinas Brazil)
3. Introduction to zeolite science and practice 3
rd
revised edition. Zeolitic Materials: Ion
Exchange and Shape Selective- Catalysis Angus P. Wilkinson-School of Chemistry and
Biochemistry-Georgia Institute of Technology.
4. Atlas of Zeolite Framework types- Fifth revised edition- 2001
5. ZSM-5 type zeolites: Synthesis and use in gasphase reactions with ammonia- F.J. van der
Gaag
6. Zeolites and their Applications Zeolites and their Application. Helen M. Lang - West
Virginia University
7. Zeolitic Materials: Ion Exchange and Shape Selective Catalysis. Angus P. Wilkinson School
of Chemistry and Biochemistry Georgia Institute of Technology Atlanta, GA 30332-0400
8. Giáo trình kỹ thuật xúc tác- Thầy Mai Hữu Khiêm
9. Giáo trình xúc tác dị thể (Hồ Sĩ Thoảng)
10. Ứng dụng chất khoáng Zeolite thiên nhiên trong chăn nuôi. Đặc san khoa học kỹ thuật thức

ăn chăn nuôi- số 4/2004 (Bài tổng hợp nguồn tài liệu đăng trên các tạp chí thức ăn chăn nuôi
Trung quốc, Nga, Hoa Kỳ) Lê Bá Lịch - Hiệp hội thức ăn chăn nuôi Việt Nam
11.
12. www.oilgasportalvn.com
13.
14.
15.


Page
23

16. khi/111625042011.html
17.
18.
19.