TỔNG hợp MESOPOROUS ZSM 5 ZEOLITES BẰNG QUÁ TRÌNH đề SILIC hóa và các QUÁ TRÌNH tái tổ hợp CHÚNG

ĐỀ TÀI:
TỔNG HỢP MESOPOROUS ZSM-5 ZEOLITES
BẰNG QUÁ TRÌNH ĐỀ SILIC HÓA VÀ CÁC QUÁ
TRÌNH TÁI TỔ HỢP CHÚNG
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TRỊNH ANH VIÊN
NHÓM ĐỀ TÀI: LÊ THỊ NHƯ QUỲNH
MAI TIẾN KHANG
TRẦN VĂN KHIÊM
VŨ VĂN QUÂN


TỔNG HỢP MESOPOROUS ZSM-5 ZEOLITES
QUA ĐỀ SILIC HÓA VÀ CÁC QUÁ TRÌNH TÁI TỔ HỢP CHÚNG

1
2
3
4

Giớ

ệu t
i
h
t
i

hiệ
g
n
c

Thự
qu ả
t
ế
K

lu
Kết

ận

và

ổ

an
u
q
ng

m

lu
t hả o

ận


I. GIỚI THIỆU

1. ZEOLITE

• Trong tiếng Hy Lạp, “Zeo”: sôi, “Lithot”:
đá, như vậy zeolite có nghĩa là đá sôi.
• Zeolite là hợp chất vô cơ dạng
aluminosilicat tinh thể có cấu trúc
không gian ba chiều, với hệ thống lỗ xốp
đồng đều và rất trật tự cho phép phân
chia phân tử theo hình dạng và kích
thước.
• Công thức chung:
M2/nO.Al2O3.xSiO2.yH2O


ỨNG
DỤNG


2. ZEOLITE ZSM-5
 Zeolit ZSM-5 là zeolit có hệ mao quản
trung bình, có hàm lượng Si cao.
 Mã cấu trúc quốc tế: MFI
 Hệ thống mao quản 3 chiều, cửa sổ vòng
10 oxi, đường kính mao quản trung bình
là 5.5 Å
 Mạng lưới không gian : sự mở rộng của
các chuỗi, mỗi chuỗi gồm 8 vòng, 5 cạnh
tạo bởi các tứ diện TO4
 Công thức hóa học:
Na n Al n Si 96-n O 192 · 16H 2 O (0

<27)


• Các phương pháp khuếch tán áp dụng tạo lỗ trống nhỏ (thường ít hơn 1 nm)
để vận chuyển các phân tử bên ngoài đến các vị trí đang hoạt động bên
trong zeolit đang còn hạn chế cho các phản ứng xúc tác khác nhau của
zeolit
 Nghiên cứu tập trung vào việc giảm kích thước hay độ dày tinh thể zeolii
 Phương pháp:, sự tách lớp của cấu trúc zeolit lớp , phương pháp tiếp cận
khuôn mẫu kép để tạo zeolit mao tinh thể, bổ sung các lỗ xốp hoặc các phân tử
nhỏ với SDAs sự có mặt mesopores trong zeolit, và sự tổng hợp mẫu có mặt
các tinh thể zeolit có kích thước nano đã được sử dụng để tạo ra diện tích bề
mặt phụ hoặc để giảm kích thước / độ dày chất xúc tác zeolite  phức tạp


PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU MỚI


II. THỰC NGHIỆM


1. TỔNG HỢP ZSM-5
m(g) nhôm isopropoxide
+ 74.4g H2O
- m= 0.074g cho Si/Al=100
- m= 0.148g cho Si/Al=50
- m= 0.248g cho Si/Al=30

16.56g dung dịch TPAOH
1M

7.6g TEOS

HỖN HỢP
Khuấy mạnh, 24 h, to phòng
TEFLON LÓT NỒI HẤP
Phản ứng thủy nhiệt, 2 ngày, 100oC
HỖN HỢP
Lọc, rửa
LY TÂM NHỀU LẦN
Sấy, 100oC, qua đêm
RẮN

- Nung, 6h, 550oC
- Làm lạnh về to phòng
ZSM-5

ZSM-5_100
ZSM-5_50
ZSM-5_30


0.176g ZSM-5 +20g H2O +10g

2.TỔNG HỢP MESO-ZEOLIT

Teflon lót
nồi hấp
ZSM-5_100
ZSM-5_50

ZSM-5_30

MESO-ZEOLIT
- HZ_T_OHn_S
- HZ_T_OHn_NS
(T=Si/Al, n= tỉ lệ NaOH)

m(g)
NaOH
+20g
H2O
- Nung, 6h, 550oC
- Làm lạnh về to phòng
RẮN

Phản ứng thủy nhiệt,
2 ngày, 100oC
RẮN
Lọc, rửa
LY TÂM NHỀU LẦN
Sấy, 100oC, qua đêm


3. TỔNG HỢP H-FORM CỦA ZEOLIT ZSM

ZSM-5_50

HZ_50_OH2_S

Ngâm trong

dd NH4NO3 0.1M
1h

Hỗn
hợp

Rửa = H2O
Rắn

Ly tâm

HZ_50_OH2_NS

ZSM-5_50_H
HZ_50_OH2_S_H
HZ_50_OH2_NS_H

Sấy, 100oC,
qua đêm

Sản phẩm

Nung,
550oC, 6h

Rắn


III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

1. Tỷ lệ Si/Al cao: loại HZ_100
Kích thước
khác nhau

SEM

Bề mặt bằng
phẳng

Rất ít hạt có thể nhìn thấy
khoảng trống

TEM

Bề mặt gồ ghề,
tương tự MFI

- Viền đen xung
quanh hạt
- Bên trong rỗng


ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT NITO HẤP PHỤ
HZ_100_OH1.5_NS/S

HZ_100_OH2_NS/S

HZ_100_OH3_NS/S

a- ZSM-5_100
b- sp đề silic hóa
c- sp đề silic hóa/tái tổ
hợp


2. Tỷ lệ Si/Al cao: loại HZ_50
SEM

TEM

Bên trong
rỗng rõ ràng

- Kết cấu gồ ghề với khoảng trống ít hợ
đáng kể
- Kết cấu sóng cao đăc biệt ở d

Rìa tương ứng
MFI


ĐƯỜNG ĐẲNG NHIỆT NITO HẤP PHỤ
HZ_50_OH1.5_NS/S

HZ_50_OH2_NS/S

HZ_50_OH3_NS/S

a- ZSM-5_100

b- sp đề silic hóa
c- sp đề silic hóa/tái tổ
hợp


Nghiên cứu thêm về quá trình đề silic hóa/tái tổ hợp các
mẫu ZSM-5_50 và HZ_50_OH2_NS/S
Quang phổ NMR rắn


Kết quả TPD


Kết quả BJH
a- HZ_100_OH2_S
b- HZ_50_OH2_S


3. Tỷ lệ Si/Al cao: loại HZ_30
• Diện tích bề mặt và khối lượng lỗ trống của mesopores
tăng vủa phải, với các giá trị SBET trong phạm vi 100120 m2/g
• Hàm lương Al cao trrong tinh thể ZSM-5_30 làm chậm
nghiêm trọng quá trình tách Si.
 Mẫu không được phân tích hơn nữa.


THẢO LUẬN
Sản phẩm đề silic hóa:
 HZ_100: nồng độ OH không ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc và hình thái sản
phẩm; mức độ tăng SBET lỗ >2nm tương tự nhau; có kết cấu rỗng, mesopore lớn

 Xác định điều kiện phản ứng nhất định, các phân tử Si có thể tách ra dễ dàng như
nhau, không phụ thuộc nồng độ OH
 Sự gia tăng bề mặt các sản phẩm từ đề silic hóa từ ZSM-5_50 lớn hơn từ ZSM5_100
Sản phẩm đề silic hóa/tái tổ hợp:
 Bề mặt tinh thể gồ ghề bất kể tỉ lệ Si/Al, ngoài ra, 1 số hạt trong HZ_100_OH3_S
rỗng  đề silic hóa vẫn được tiến hành khi bề mặt được thay đổi từ trơn đế sóng.
 Mức độ tăng SBET lỗ >2nm (n=2), thường cao hơn sản phẩm đề silic hóa.
 Với n=3, các mẫu có mức tăng thấp nhất về SBET và khối lượng micropore.
( n=6, cấu trúc zeolit bị phá hủy hoàn toàn).


IV. KẾT LUẬN
• Cấu trúc mở hơn thường được phát triển từ các sản phẩm đề silic hóa trong môi
trường hoạt đông bề mặt tự do, không phụ thuộc tỉ lệ Si/Al
• Diện tích bề mặt cao nhất bằng 327 m2/ g đã thu được cho mẫu HZ_50_OH2_S
• Sự có mặt của mesopores nhỏ (khoảng 3 nm) và năng suất sản phẩm cao hơn trong
sản phẩm đề silic hóa / tái tổ hợp đề nghị rằng các hoạt động bề mặt cho phép tái tổ
hợp các hạt bị giải thể vào khung tinh thể
• Phương pháp đề silic hóa / tái tổ hợp có thể cho diện tích bề mặt cao, trong khi phần
lớn các tinh thể của tinh thể zeolit ZSM-5 được bảo toàn
• Mở rộng phương pháp này với các loại khác của zeolit ​và của việc kết hợp các phân
tử vô cơ khác vào các khuôn khổ zeolite để chuẩn bị cho vật liệu xúc tác đa chức
năng


THANK YOU
CHÚC HỘI THI THÀNH CÔNG TỐT ĐẸP