Tổng hợp zeolite ZSM 5

BUỔI THUYẾT TRÌNH VỀ TỔNG
HỢP ZEOLITE (ZSM-5)


CÔNG NGHIỆP
LỌC HÓA DẦU

CHẤT GIẶT
RỬA

ỨNG DỤNG
ZEOLITE

PHÂN BÓN
VD: Phân nhả
chậm

CHĂN NUÔI
Vd: Thức ăn
của vật
nuôi,xử lý
NH3


1) Sơ lược về ZMS-5

ên
Li

• Là khoáng chất silicat nhôm,có cấu trúc vi xốp
• Có công thức chung

• Mạng tinh thể chứa các tứ diện TO4 (T là Si;Al nằm
ở tâm tứ
SBU
Liên kết
diện

kế
t


• Hệ thống mao quản của ZSM-5



2) Tính chất của ZSM-5
Hấp
phụ

Trao đổi
cation

ZSM-5

Tính
axit

Chọn
lọc hình
dạng

3)Tổng hợp ZSM-5

• - Nguồn cung cấp silic: natri silicat, sol silic hoạt tính, axit silic…
•
•
•
•
•

Gel Aluminosilicat hoạt tính trong
- Nguồn cung cấp nhôm:
AlOOH,
các muối nhôm, phèn nhôm, các oxit
môi trường
bazơ.
Gel Aluminosilicat (dd SiO2
nhôm, nhôm hidroxit.
và muối aluminat) trong môi trường
- Ngoài ra, các khoáng
Bauxit
có thể
được
dùng làm nguồn
kiềmnhư
có Kaolimit,
hoặc không
sự hiện
diện
của

nguyên liệu cung cấp
mầnnhôm
tinh và
thểsilic.
và những tác nhân định
cơ các chất tạo cấu trúc thường dùng là
- Chất tạo cấu trúc:hướng
Trong cấu
tổngtrúc
hợp hữu
ZSM-5

Nguyên
liệu

hidroxit hoặc các muối của Tetrapropylamin và Tetramethyl ammonium như Tetra
propylamin Hidroxit (TPAH), Tetrapropylamin Bromide (TPA-Br), Tetramethyl Zeolite
ammonium Cloride (TMA-Cl), …
• - Nguồn cung cấp môi trường kiềm: thường sử dụng các hidroxit của kim loại
kiềm như NaOH, KOH,….
Dung dịch

Aluminosilicat hoạt
tính trong
môi trường bazơ


Phương pháp tổng hợp ZSM-5

Tông hợp từ

các nguồn
nguyên liệu
Si,Al riêng biệt

Tổng hợp từ
các khoáng
tự nhiên


Đi từ nguyên liệu Si,Al riêng biệt
Si,Al,các cation kim loại,các
phân tử hữu cơ,nước trong môi
trường kiềm

Si,Al,các cation
kim loại,các
phân tử hữu
cơ,nước trong
môi trường
kiềm

Tỷ lệ,nhiệt độ PH thích hợp 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

zeolite

Mầm
tinh
thể

Gel
Aluminosilicat
Hòa
tan
bằng
OH-,F-

SBU




Phương pháp tổng hợp ZSM-5

Tông hợp từ
các nguồn
nguyên liệu
Si,Al riêng biệt

Tổng hợp từ
các khoáng
tự nhiên


• Đi từ các khoáng tự nhiên

Từ vỏ trấu


Từ cao lanh


Tổng hợp ZSM-5 sử dụng chất tạo cấu trúc




Ảnh hưởng của chất tạo cấu trúc


Vậy khi
tổng hợp
không sử
dụng chấ
t
tạo cấu t
rúc thì sa
o


Tổng hợp ZSM-5 KHÔNG sử dụng chất tạo cấu trúc
Nhược điểm khi sử dụng
chất tạo cấu trúc hữu cơ

KHÔNG sử

dụng chát
tạo cấu trúc

• Đắt tiền
• Mùi amin khó chịu (khi
tổng hợp và phân hủy
chất tạo cấu trúc
• Thiết bị dễ bị ăn mòn

Sử dụng chất tạo mầm trợ kết tinh
tránh được các nhược điểm trên
• Tuy nhiên ZSM-5 rất dễ bị
chuyển pha trong quá trình
kết tinh
• Khó tổng hợp được ZSM-5 có
tỷ lệ Si/Al cao


Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp
Nguồn
nguyên
liệu

Ảnh hưởng
đến cấu trúc
zeolite

Tỷ lệ
Si/Al

Ảnh hưởng
đến tính
chất zeolite

Độ PH

Nhiệt độ
và thời
gian kết
tinh

Ảnh hưởng
đến quá
trình kết
tinh tạo ra
SBU
PH thích
hợp cho
ZSM-5 là
10-13

ảnh hưỏng
mạnh đến
kiểu cấu
trúc tinh thể

Ảnh
hưởng
của chất
tạo cấu

trúc

sự hình
thành mạng
lưới cấu
trúc tinh thể


THE END