tiểu luận tìm hiểu về khoáng sét chống

Trường Đại Học Bà Rịa-Vũng Tàu
Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực Phẩm
Chương 1: Giới Thiệu Chung Về Khoáng Sét
1. Sơ lược về khoáng sét
1.1 Khoáng sét là gì?
- Khoáng sét là loại khoáng vật có trong tự nhiên, với trữ lượng khá lớn
thường tập trung thành từng mỏ. Các khoáng vật sét được tạo thành do kết
quả của các quá trình phong hoá, biến đổi hoá học.
- Khoáng sét được hình thành từ các tứ diện oxyt silic sắp xếp thành
mạng hình lục giác, liên kết với các mạng bát diện. Hạt sét có kích thước rất nhỏ, khi tác
dụng với nước tạo thành vật liệu dẻo . Cách phân loại khoáng sét thường được
sử dụng là dựa vào cấu trúc và thành phần hoá học.
1.2 Phân loại khoáng sét
Khoáng sét được chia ra thành:
- Khoáng sét vô định hình, tiêu biểu là nhóm allophan.
- Khoáng sét tinh thể bao gồm :
+ Loại 2 lớp : gồm một lớp tứ diện Si-O và một lớp bát diện Al- O, thuộc nhóm này có
kaolinit, nacrit, dickit, halloysit.
+ Loại 3 lớp : thành phần cấu trúc gồm hai lớp tứ diện Si- O và phân bố giữa chúng là
lớp diocta hoặc triocta, thuộc nhóm này có monmorilonit, sauconit, vemiculit,
nontronit, saponit, illit.
+ Loại hỗn hợp lớp đều đặn, nh-clorit.
+ Loại cấu trúc mạch, nh-attapulgit, sepolit
1.3 Thành phần và cấu trúc của khoáng sét tự nhiên
1.3.1 Thành phần :
Page 1 of 17
Trường Đại Học Bà Rịa-Vũng Tàu
Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực Phẩm
- Thành phần khoáng sét chủ yếu là nguyên tố silic (Si) và nhôm (Al), nhưng
hàm lượng Al ít hơn Si. Ngoài ra còn có các nguyên tố sắt (Fe), Magie (Mg),
Kali (K), Natri (Na), Canxi (Ca) v.v

- Để nhận biết nhanh từng loại khoáng sét , có thể dựa trên sự có mặt của 3 nguyên
tố Al, Fe, Mg ngoài nguyên tố Si có trong thành phần của nó.

1.3.2 Cấu trúc của khoáng sét tự nhiên.
- Khoáng sét tự nhiên có cấu trúc lớp hai chiều. Các lớp trong cấu trúc cuả khoáng
sét được hình thành từ hai đơn vị cấu trúc cơ bản. Đơn vị thứ nhất là tứ diện SiO4
và đơn vị thứ hai là bát diện MeO6 , trong đó Me có thể là Al, Fe, Mg
Page 2 of 17
Trường Đại Học Bà Rịa-Vũng Tàu
Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực Phẩm
Các tứ diện SiO4 liên kết thành mạng tứ diện qua nguyên tử oxy theo không gian hai
chiều.
Các nguyên tử oxy góp chung nằm trên một mặt phẳng và được gọi là oxy đáy. Các
nguyên tử oxy đáy liên kết và sắp xếp sao cho tạo nên một lỗ 6 cạnh mà mỗi đỉnh của
hình 6 cạnh này là nguyên tử oxy (Hình 3).
Mạng cấu trúc bát diện được hình thành từ các đơn vị cấu trúc bát diện MeO6 qua
nguyên tử oxy theo không gian hai chiều
Mạng bát diện và mạng tứ diện liên kết với nhau qua oxy đỉnh chung, theo những quy
luật trật tự nhất định để tạo ra những khoáng sét có cấu trúc khác nhau như cấu trúc 1:1,
cấu trúc 2:1 và cấu trúc 2:1+1.
Trong cùng một nhóm, khoáng sét có thể lại được chia thành phân nhóm diocta hoặc
triocta. Ở dạng diocta, trong mạng lưới bát diện cứ ba vị trí tâm bát diện thì có hai vị trí
bị chiếm giữ bởi cation hóa trị ba, còn một vị trí bỏ trống (hình 3b, 3d). Còn ở dạng tricta
thì mỗi vị trí tâm bát diện bị chiếm bởi một cation hóa trị hai (Hình 3a, 3c, 3e).
Chương 2. KHOÁNG SÉT CHỐNG
2.1 Sơ lược khoáng sét chống
2.1.1.Định nghĩa
Khoáng sét chống là sự chèn một loại chất trong lớp giữa của khoáng sét nền và cấu
trúc của nó vẫn bảo toàn là cấu trúc của khoáng sét. Sự chống của sét khoáng được biết
tới bởi nhiều chất vô cơ hoặc hữu cơ.

2.1.2.Thành phần
- Khoáng sét chống bao gồm chủ yếu là khoáng sét tự nhiên và các polycaction.Thông
thường khoáng sét nền có chứa chủ yếu là khoáng Montmorillonite (MMT). MMT có
Page 3 of 17
Trường Đại Học Bà Rịa-Vũng Tàu
Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực Phẩm
công thức chung [(Al.M)2Si4O10](OH)2.nH2O, với M là nguyên tố kim loại Ca, Mg,
Fe, Na, K, … Còn các polycaction chia làm hai loại : Na-Montmorillonite và polycaction
kim loại.
2.2.Cơ chế sự chống của khoáng sét
Trong sét chống, chiều dày của hai lớp silic khoảng 1nm nay được tách ra bởi
các oxit ceramic với khoảng cách từ nanomet cho tới những kích thước nhỏ hơn
nanomet . Quá trình chống thường được biết đến như một cách tăng khả năng tiếp cận
của các lớp đất sét nhưng có quan điểm đan xen lại cho rằng những hạt oxit ổn
định làm giãn khoảng cách giữa các lớp sét ra vài nanomet lại ngăn ngừa việc kết lại của
các lớp nhờ lực tương tác. Các nhóm bề mặt tiếp xúc nhờ những oxit siêu phân
tán này có thể đóng vai trò quan trọng trong việc xác định sự triển vọng về tính chất xúc
tác và hấp phụ của các sét chống.
2.3 Điều Chế
Page 4 of 17
Trường Đại Học Bà Rịa-Vũng Tàu
Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực Phẩm
2.3.1 Vật Liệu Sét Chống
- Đất sét chống [Pillared interlayer clay (PILC)] là vật liệu rắn siêu xốp, có cấu trúc và
tính chất độc đáo, được hình thành bởi các polycation kim loại chèn vào giữa các lớp của
khoáng sét trương nở, đặc biệt là smectite. Nung ở nhiệt độ cao (300 - 500°C), các
polycation chèn giữa được chuyển thành các cụm oxide kim loại thông qua quá trình
dehydrat và dehydroxyl. Bằng cách chống đỡ các lớp silicate, các oxide kim loại có tính
năng như cột chống giữa các lớp, tạo ra các lỗ xốp kích cỡ meso và micro. Các
polycation kim loại chèn giữa các lớp làm tăng khoảng cách cơ bản và diện tích bề mặt

riêng của đất sét tự nhiên .Các PILC không có tính trương nở; duy trì độ xốp của nó trong
quá trình hydrat hóa hoặc dehydrat hoá (hình 1.2). Đây là đặc tính quan trọng và khác
biệt của PILC so với smectite ban đầu có tính trương nở và khi nung ở nhiệt độ cao, có sự
sụp các lớp làm cho bề mặt trong của smectite không còn sử dụng được cho các quá trình
hoá học.
Hình 2.1. Mô hình quá trình hydrat và dehydrat smectite và sét chống
- Tùy thuộc vào polycation kim loại làm tác nhân chống thu được các PILC có
kích thước cột chống và kích cỡ lỗ xốp khác nhau, từ đó có thể điều chỉnh độ xốp
của vật liệu. Độ xốp này kết hợp với các tính chất của cột chống và đất sét nền,
Page 5 of 17
Trường Đại Học Bà Rịa-Vũng Tàu
Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực Phẩm
chúng đóng vai trò quan trọng cho các ứng dụng nhất định của vật liệu như hấp phụ
chọn lọc khí, các phản ứng xúc tác …
Như vậy, vật liệu PILC phải đáp ứng đồng thời ít nhất ba tiêu chí:
 Độ ổn định và độ bền nhiệt
 Một lớp chắc chắn được xếp thứ tự cho phép xá định rõ ít nhất một khoảng cách
cơ bản
 Một lượng lớn các phân tử nhỏ như N2 có thể vào được không gian giữa các lớp
và vì thế, đường đẳng nhiệt hấp phụ – giải hấp của N2 được xác định.
2.3.2 Những yêu cầu cơ bản về đất sét nền và tác nhân chống
- Đất sét nền có dung lượng trao đổi cation vừa phải và cation chống có điện tích
dương cao.
- Sét trương nở trong dung môi phân cực và cation chống hòa tan được trong
dung môi đó.
- Cation giữa các lớp silicate trao đổi được dễ dàng và kích thước giữa các
lớp sét phải thích hợp để đủ bền sau khi được chống.
khoáng sét Na-MMT và tác nhân chống polycation kim loại được
ưu tiên lựa chọn và sử dụng rộng rãi
???

2.3.2.1.Khoáng sét lớp: Na-Montmorillonite
Khoáng sét lớp Na-MMT với cation trao đổi chủ yếu là Na+ giữa các lớp,
đáp ứng tốt nhất cho vật liệu sét chống do:
- Ion Na+ bán kính nhỏ, điện tích nhỏ trao đổi dễ dàng với các cation khác,
đặc biệt là với các chuỗi cation chống điện tích lớn hơn
- Khả năng hydrat của Na+ cao làm cho các lớp sét trương nở. MMT trương
nở trong nước nhưng không tách lớp trong huyền phù
- MMT có CEC vừa phải (0,80 - 1,60 meq/g MMT)
- Kích thước hạt vừa đủ nhỏ (<2 m) để quá trình chống đồng nhất vừa đủ
lớn để sản phẩm trở nên cứng, bền
Na-MMT rẻ tiền.
2.3.2.2 Tác nhân chống: Các polycation kim loại
- Vật liệu sét chống bởi tác nhân polycation, polyoxocation hay
polyhydroxocation kim loại (các oligome vô cơ) đã được sử dụng rộng rãi, do các
cation tiền chất được polyme hóa dễ dàng điển hình là [Al13O4(OH)24(H2O)12]7+,
[Zr4(OH)8(H2O)16]8+, [(TiO)8(OH)12]4+, [Crn(OH)m](3n-m)+ … được quan
tâm nhất vì:
 Các polycation kim loại trao đổi cation tốt với MMT do có điện tích lớn.
 Kích thước lớn của polycation kim loại tạo được khoảng cách lớn giữa các
lớp khi đưa vào trong cấu trúc MMT.
- Các polycation kim loại dễ chuyển sang dạng oxide bền vững bằng quá
Page 6 of 17
Trường Đại Học Bà Rịa-Vũng Tàu
Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực Phẩm
trình xử lý nhiệt, ví dụ:
[Al13O4(OH)24(H2O)12]7+ → 6,5 Al2O3 + 7 H+ + 20,5 H2O
[Zr4(OH)8(H2O)16]8+ → 4 ZrO2 + 8 H+ + 16 H2O
- Các oxide này tạo thành cột chống liên kết tốt với các lớp cấu trúc của
MMT
Các polycation được tổng hợp bằng phương pháp sol-gel:

a.Phương pháp sol-gel: Tổng hợp polycation kim loại:
- Sol – gel là một loại phương pháp tổng hợp vật liệu rắn, thực hiện trong chất
lỏng ở nhiệt độ thấp (< 1000C). Hóa học và vật lý của quá trình sol-gel đã được tổng
quan chi tiết trong nhiều tài liệu (bài báo, sách chuyên khảo vv…), các chất rắn
được đề cập đến ở đây là các chất vô cơ; phần lớn các oxide hoặc hydroxide được
tạo thành do sự biến đối hóa học của các chất tan hóa học được gọi là các tiền chất.
Chất rắn được hình thành như là kết quả của quá trình polyme hóa, bao gồm sự xác
lập các cầu nối M-OH-M hoặc M-O-M giữa nguyên tử kim loại M của các phân tử
tiền chất. Quá trình biến đổi này hoàn toàn tương đương với quá trình polyme hóa với sự
tạo thành các liên kết trực tiếp giữa các nguyên tử carbon của tiền chất hữu
cơ. Qúa trình tạo sol-gel gồm các bước:
- Bước 1:các hạt keo rắn độc lập là các hạt nano
oxide kim loại (kích thước <1 μm) được hình thành trong chất lỏng. Cứ mỗi hạt
keo có cấu trúc cầu nối nội tương đối dày đặc điều này làm cho các hạt
rắn dễ dàng duy trì trạng thái phân tán trong dung môi, trong trường hợp đó các
huyền phù keo hay còn gọi là sol đã được hình thành.
- Bước 2:các hạt keo có thể tạo nên các cầu nối để liên kết với nhau
trong khi vẫn còn trong dung môi, cứ như vậy tạo nên một mạng ba chiều hở gọi là
gel . Sự biến đổi từ sol sang gel tạo thành quá trình gel hóa, kết quả là
thu được các gel hay còn gọi là gel keo (colloidal gel). Mặt khác, hoàn toàn có thể
Page 7 of 17
Trường Đại Học Bà Rịa-Vũng Tàu
Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực Phẩm
trực tiếp tạo ra một số gel từ các polyme thẳng hình thành từ dung dịch tiền chất
mà không có sự xuất hiện các hạt riêng lẻ. Khi xuất hiện điều này các gel tạo thành
được gọi là gel cao phân tử (polymeric gel).
b.Cơ chế của quá trình sol-gel???
Các tiền chất đầu tiên được sử dụng trong quá trình sol – gel là các muối kim
loại dạng MXn, trong đó cation kim loại M liên kết với anion X. Trong dung dịch
mà dung môi là nước các tiền chất này hiện diện như là cation solvat hóa M[H2O]Nz+.

Các phản ứng để hình thành hạt sol và gel bao gồm:
- các phản ứng thủy phân, trong đó các ligand H2O được thay thế bởi các ligand OH
làm mất proton.
- các phản ứng ngưng tụ, trong đó các phân tử nước bị loại ra và tạo nên
các cầu nối OH – M hay gọi là nối “ol” hoặc cầu nối M – O – M hay gọi là cầu nối “oxo”
Đầu tiên, một ligand nước có thể bị thay thế trực tiếp bởi một OH- theo cơ
chế trao đổi proton thông qua sự chuyển liên kết hydrogen như mô tả trong phương
trình :
Page 8 of 17
Trường Đại Học Bà Rịa-Vũng Tàu
Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực Phẩm
Kế tiếp, các phản ứng ngưng tụ khác nhau có thể dẫn đến sự hình thành các cầu nối
“ol” và “oxo”, theo cơ chế phản ứng mô tả trong phương trình:
2.3.3 Các quá trình tổng hợp vật liệu sét chống
2.3.3.1 Quá trình chèn polycation kim loại vào giữa các lớp sét:
- Quá trình chèn các polycation kim loại vào giữa các lớp sét thông qua phản ứng trao
đổi. Quá trình này có thể thực hiện trong sự phân tán loãng hoặc trong môi trường đậm
đặc của tác nhân chống và đất sét nền.
Hình 2.3. Sơ đồ quá trình chèn các polycation vào giữa các lớp sét
Quá trình trao đổi cation phụ thuộc nhiều vào tốc độ khuấy trộn, kích thước hạt, nhiệt
độ, bản chất của polycation và tuổi của dung dịch chống. Kích thước hạt đóng vai trò
quan trọng trong quá trình này, đặc biệt là ảnh hưởng đến trạng thái bền nhiệt của sản
phẩm cuối. Nói chung, kích thước hạt < 2 μm là kích thước tốt để đạt được đất sét chống
có cấu trúc siêu xốp và ổn định. Diện tích bề mặt và thể tích lỗ xốp tăng lên cùng với thời
gian già hóa tác nhân chống.
- Sau khi thực hiện quá trình trao đổi cation, cần phải loại bỏ phần dư của dung dịch
chống, tách lấy phần đất sét bằng ly tâm hoặc lọc đất sét sau khi chống.Rửa đất sét bằng
nước cất để loại bỏ các muối tan. Rửa sạch đất sét sẽ tăng cường chất lượng của đất sét
Page 9 of 17
Trường Đại Học Bà Rịa-Vũng Tàu

Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực Phẩm
chống, quá trình rửa làm cho sự phân bố các ion chống đồng nhất hơn và khoảng cách cơ
bản lớn hơn.
- Trước khi nung, đất sét chống được sấy để loại bỏ lượng nước lý học. Các phương pháp
sấy được sử dụng là: phơi trong không khí, làm khô bằng cách đông lạnh rồi cho bay hơi
nước trong chân không, sấy phun hoặc dùng tủ sấy. Chỉ có phương pháp phơi trong
không khí là kỹ thuật sấy tương đối chậm để các hạt sét từ từ ổn định trong sự định
hướng song song và đồng nhất ( hình a) tạo sản phẩm có độ tinh thể và độ xốp cao. Các
phương pháp khác tạo sét chống định hướng ngẫu nhiên có cấu trúc xốp trung bình và độ
tinh thể thấp (hình b).
a. b.
2.3.3.2Quá trình nung định hình cấu trúc:
Nung ở khoảng nhiệt độ 300-50
0
C
để chuyển đổi tiền chất chống thành dạng oxide
kim loại cứng, bền ( hình 2.3.2). Nếu đất sét chống không được nung thì cấu trúc dễ bị
sụp qua sự thủy phân tinh thể bên trong cấu trúc. Quá trình nung tốt sẽ đáp ứng những
điều kiện sau:
 Các cation kim loại đã chống trong các lớp đất sét sẽ không trao đổi với các
cation khác nữa.
 Sản phẩm cuối sẽ không trương nở thêm trong các dung môi phân cực.
 Nhiệt độ nung không được quá cao nhằm ngăn sự giảm cấp và mất cấu trúc
siêu xốp (như sụp mạng cấu trúc hoặc kết khối sản phẩm).
Page 10 of 17
Trường Đại Học Bà Rịa-Vũng Tàu
Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực Phẩm
Hình 2.3.2. Sơ đồ quá trình nung định hình cấu trúc
Trong suốt quá trình gia nhiệt, các oligome lần lượt qua quá trình dehydrat rồi
dehydroxy. Sự tương tác mạnh giữa chất chống dehydroxy và các lớp sét tạo ra lực liên

kết như tương tác van de Waals hoặc thậm chí là liên kết phối trí giữa các vị trí chưa bão
hòa và lớp oxy hình thành hệ thống hợp nhất bền vững.
2.3.4. phương pháp tổng hợp vật liệu sét chống:
2.3.4.1.Phương pháp chống phân tán loãng:
sét được phân tán trong nước tạo huyền phù loãng (2%), thực hiện chèn tác nhân
chống vào giữa các lớp silicate bằng cách thêm từ từ một dung dịch loãng của tác nhân
chống đã được chuẩn bị trước vào huyền phù sét (kiểu Ex-situ) (hình a); hoặc thêm cùng
lúc 2 dung dịch loãng của muối kim loại và base đồng thời vào dung dịch loãng của
huyền phù sét (kiểu Insitu) (hình b). Ưu điểm của phương pháp In-situ này là ít tốn thời
gian hơn phương pháp Ex-situ vì không có sự chuẩn bị riêng biệt dung dịch chống, tác
nhân chống được cho là hình thành trực tiếp trong huyền phù sét. Tuy nhiên, khó thực
hiện thành công do phải kiểm soát tốc độ thêm hai dung dịch sao cho giá trị pH cuối cùng
không thay đổi nhiều so với việc thêm từng giọt của hai thành phần.
Page 11 of 17
Trường Đại Học Bà Rịa-Vũng Tàu
Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực Phẩm
a) b)
2.3.4.2.Phương pháp chống trong môi trường đậm đặc
Để sản xuất vật liệu sét chống ở quy mô công nghiệp, phương pháp chống
phải được đơn giản hóa. Đặc biệt, thể tích của tất cả các chất phản ứng cần phải
được giảm đáng kể. Để đảm bảo yêu cầu đó người ta sử dụng phương pháp chống trong
môi trường đậm đặc:
Page 12 of 17
Trường Đại Học Bà Rịa-Vũng Tàu
Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực Phẩm
Đối với phương pháp này người ta tạo ra vật liệu sét chống bằng cách thêm bột sét
vào dung dịch chống cho tới một lượng bùn đạt đến nồng độ cao. Khi nồng độ cao,
khoáng sét không phân lớp hoặc keo hóa. Và Phương pháp Ex-situ cũng có thể thực hiện
bằng cách cho huyền phù sét đặc trong túi thẩm tách và đặt trong một dung dịch loãng tác
nhân chống.

Phương pháp chống chủ yếu là cho dung dịch tác nhân chống vào huyền phù sét
(phương phápphân tán loãng.
Như vậy: Tổng hợp sét chống với polycation kim loại các đặc trưng của vật liệu thu được
như độ bền nhiệt,khoảng cách cơ bản, diện tích bề mặt riêng, diện tích và thể tích lỗ xốp
micro …phụ thuộc vào:
- Bản chất của polycation kim loại và loại khoáng sét nền
- Kích thước hạt sét
- Thời gian già hoá dung dịch tác nhân chống
- Cách thức chèn polycation kim loại vào giữa các lớp sét, như cho dung dịch tác nhân
vào huyền phù sét “lỏng-lỏng”, cho bột sét vào dung dịch tác nhân
“rắn-lỏng” hay trộn bột sét với bột polycation “rắn-rắn”
- Sự khuyấy trộn hoặc không, xử lý bằng sóng siêu âm hoặc thẩm tách và nhiệt độ trong
quá trình chèn giữa
- Cách thức rửa: Rửa sét chèn giữa bằng ly tâm, lọc, hoặc thẩm tách
- Kỹ thuật sấy: Phơi sét chèn giữa trong không khí, sấy ở nhiệt độ thấp trong lò sấy, sấy
đông khô hoặc kết hợp các phương pháp sấy
- Chế độ nung định hình cấu trúc bao gồm nhiệt độ nung, thời gian nung, tốc độ gia nhiệt
và thời gian lưu nhiệt.
2.4.Các phương Pháp Nghiên Cứu
Page 13 of 17
Trường Đại Học Bà Rịa-Vũng Tàu
Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực Phẩm
- Cơ cấu được xác định bằng phương pháp nhiễu xạ tia X trên máy Roentgen, Siemen,
trong điều kiện ống phát tia bằng Cu, độ dài sóng λ=1.5406 Å, cường độ dòng ống phát
35 mA, điệnáp 40 KV, tốc độ quét 30/ phút, góc quét 2θ từ 2
o
-30
0
, phím lọc Ni.
- Phổ IR được đo trên máy EQUINOX55.

- Diện tích bề mặt riêng (Special Surface Area, SSA) được xác định bằngp hương pháp
Brunauer-Emmett-Teller (BET).
- Độ acid được xác định bằng phương pháp phenol-hipoclorit/nitroprusidnatrium.
- Khả năng trao đổi cation (Cation Exchange Capacity, CEC) được xác định bằng phương
pháp sử dụng phức bisetilendiamin.
- Thành phần hóa học được xác định trên máy XRFXlab 3500 (Côngty Xi MăngHàTiên).
Chương 3 Cơ Chế Xúc Tác Và Ứng Dụng
3.1.Trong lĩnh vực môi trường
- Oxi hóa sâu các chất có trong nước , loại bỏ các kim loại nặng , phân hủy các
chất hữu cơ khó phân hủy.
- Xử lí nước thải ( những chất hữu cơ khó phân hủy trong nước ): Quá trình oxy
hóa nâng cao ( AOPs ) được biết đến như là hiệu quả để loại bỏcác chất ô nhiễm
hữu cơ không phân hủy từ các vùng nước nước thải. Hiệu quả của nó được quyết
định bởi sự tạo ra các gốc hydroxyl (HO

) được đánh giá cao với mức điện động
( Eo = 2,8 V) , nó sẽ tấn công phần lớn các phân tử hữu cơ gây ra quá trình oxy hóa
của họ với các sản phẩm khác và cuối cùng là CO2 và H2O , ngoại trừ cho một số
các hợp chất hữu cơ đơn giản như acetic, maleic và acid oxalic , acetone là các hợp
chất trung gian của quá trình oxi hóa . Nhưng quá trình tạo ra các gốc hydroxyl lại
bị mất hiệu quả bởi sự tạo phức của sắt điều này đòi hỏi khi muốn các gốc
hydroxyl tạo ra thì phải nhỏ khoảng 2,8V dẫn đến ta phải tiêu hao 1 lượng acid lớn
để ổn định pH , với lại khi dùng acid thì lại phát sinh nhiều vấn đề môi trường khác
Để giải quyết nó thì khoáng sét chống bởi Al-Fe được tạo ra . Các nguyên tử Fe bị
giữ trong lớp chống nên ít bị tách li ra nên quá trình tạo phức tạo tủa bị hạn chế
Page 14 of 17
Trường Đại Học Bà Rịa-Vũng Tàu
Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực Phẩm
điều đó dẫn đến có thể sử trong môi trường pH rộng 3,7-5,7 và môi trường gần
trung tính.

Các phản ứng tạo oh tự do :
Sau khi hình thành các hydroxyl tự do thi các hyroxyl này sẽ tiến hành oxi hóa các
chất hữu cơ :
Khả năng trao đổi trao đổi ion – hấp phụ => loại bỏ các ion của kim loại
trong nước (As,Cd,Cr, Co, Fe, Pb, Mn, Ni, Zn ). Sự trao đổi ion trong khoáng sét phụ
thuộc vào vào điện tích âm tích trên màng của khoáng sét ( do sự thay đổi ion giữa
các ion trong khoáng sét mg
2+
<= Al
3+
hay Si
4+
=>Fe
3+
do thiếu điện tích nên các kim
loại Na
+
K
+
bù vào điện tích ) và bán kính ion của các cation trao đổi
Page 15 of 17
Trường Đại Học Bà Rịa-Vũng Tàu
Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực Phẩm
M
+
>M
2+
>M
3+
. khả năng hấp phụ của khoáng sét phụ thuộc vào tâm hoạt tính của

nó và kích thước mao quản
 Do vậy mà khi điều chế pillar clays để sử lý nước thải nhiễm các kim loại
hòa tan thì chú ý đến khả năng hấp phụ của nó (kích thước mao quản và tâm
hoạt tính) và khả năng trao đổi ion của khoáng sét .
- Người ta dùng Al chống sét tẩm Pd (kim loại quý), chúng được ứng dụng
làm xúc tác cho phản ứng oxi hóa sâu benzen ở nồng độ thấp (130 – 160
ppm) với nhiệt độ 250
0
C, hoạt tính xúc tác cao, độ chuyển hóa benzen là
90%.Vì khoáng sét chống có bề mặt riêng lớn nên dễ dàng phân tán các chất
xúc tác đồng thời có thể sử dụng các kim loại chống khoáng sét làm thành
xúc tác lưỡng kim loại.
3.2.Trong lĩnh vực hóa dầu :
Khi chống khoáng sét thì cho ra những kích thước mao quản đồng điều , tâm
acid lại nhiều ( tâm lewis và bronsted ) đồng thời có thể điều chỉnh độ mạnh yếu
của tâm acid nhờ vào các kim loại chống . nhưng khoáng sét lại ít được sử dụng
trong dầu mỏ do khả năng bền nhiệt của khoáng sét thấp, người ta còn cho thấy các
khoáng sét chống có khả năng xúc tác cho quá trình cracking cumen , ankyl hóa ,
đồng phân hóa , các chế phản ứng chủ yếu là ioncaboni , cơ chế gốc tự do dây
chuyền, và cơ chế ankyl hóa.
Trong lĩnh vực hóa dầu thì khoáng sét chống còn có thể đóng vai trò xúc tác
lưỡng chức tạo ioncacboni (tâm acid lewis) và tạo gốc tự do (tâm kim loại tẩm trên
bề mặt ) . nhưng với điều kiện nhiệt độ thấp (pt/montmorillonite/zro2/so42-) ???
SO SÁNH GIỮA KHOÁNG SÉT CHỐNG VÀ KHOÁNG SÉT THƯỜNG
Page 16 of 17
Trường Đại Học Bà Rịa-Vũng Tàu
Khoa Hóa Học Và Công Nghệ Thực Phẩm
Page 17 of 17