Nghiên cứu thiết bị phản ứng xúc tác dị thể và quá trình điều chế, sử dụng zeolite X trong khí hóa than bùn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN KỸ THUẬT CHẾ BIẾN DẦU KHÍ

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN

NGHIÊN CỨU THIẾT BỊ PHẢN ỨNG XÚC TÁC
DỊ THỂ VÀ QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ, SỬ DỤNG
ZEOLITE X TRONG KHÍ HÓA THAN BÙN

GVHD: TS.TRẦN HẢI ƯNG
SVTH:

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2019


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN KỸ THUẬT CHẾ BIẾN DẦU KHÍ

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN

NGHIÊN CỨU THIẾT BỊ PHẢN ỨNG XÚC TÁC
DỊ THỂ VÀ QUÁ TRÌNH ĐIỀU CHẾ, SỬ DỤNG
ZEOLITE X TRONG KHÍ HÓA THAN BÙN

GVHD: TS.TRẦN HẢI ƯNG
SVTH:

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2019


ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

MINH

VIỆT NAM

KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BỘ MÔN KT CHẾ BIẾN DẦU KHÍ

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
HỌ VÀ TÊN:
NGÀNH: KỸ THUẬT CHẾ BIẾN DẦU KHÍ

LỚP: HC15DK

1. Tên Luận Văn: (Tiếng Việt): Nghiên cứu thiết bị phản ứng xúc tác dị thể và quá
trình điều chế, sử dụng zeolite X trong khí hóa than bùn.
2. Tên Luận Văn: ( Tiếng Anh ): Researching heterogeneous catalytic reaction
equipment and process of preparation, using zeolite X in peat gasification.
3. Nhiệm vụ:
- Tổng quan về tài liệu
- Điều chế zeolite X

- Thiết kế, chế tạo và lắp đặt hệ thống thiết bị
- Khảo sát quá trình khí hóa than bùn
4. Ngày giao luận văn: 15/1/2018
5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 1/6/2018
6. Họ tên người hướng dẫn: TS. TRẦN HẢI ƯNG

BM Chế Biến Dầu Khí

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 01 năm 2018
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH

TS. ĐÀO THỊ KIM THOA
PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN
Người phản biện:...............................................................................................................
Ngày bảo vệ:......................................................................................................................
Điểm tổng kết:...................................................................................................................
Nơi lưu trữ luận văn:..........................................................................................................



LỜI CẢM ƠN
Đề cương nghiên cứu luận văn là bước đầu cho mỗi sinh viên tìm
hiểu về đề tài nghiên cứu luận văn trong suốt quá trình học tập dưới
mái trường Đại học.
Đề cương luận văn giúp cho sinh viên tìm hiểu được vấn đề đặt
ra và giải quyết được các nhiệm vụ yêu cầu của luận văn sắp tới. Để
hoàn thành đề cương luận văn này, em xin chân thành cảm ơn tất cả
các thầy cô Trường Đại Học Bách Khoa TP HCM, đặc biệt là quý thầy

cô trong Bộ môn Kỹ thuật Chế Biến Dầu Khí đã dẫn dắt và truyền đạt
cho chúng em những kiến thức quý giá trong suốt thời gian học tập
vừa qua trong các năm học.
Em xin chân thành cảm ơn cô TS. Trần Hải Ưng đã tận tình
hướtng dẫn và giúp đỡ chúng em hoàn thành đề cương luận văn này.
Em xin cảm ơn các bạn đã tận tình chia sẽ tài liệu và giúp đỡ em tận
tình trong quá trình làm đề cương luận văn.
Tp.Hồ Chí Minh, ngày 7 tháng 1
năm 2019
Sinh Viên

5


TÓM TẮT ĐỀ CƯƠNG
Ngày này nguồn than bùn đang trở thành một mục tiêu quan
trọng trong nghiên cứu vào những năm gần đây, trong đó nó có tiềm
năng trong quá trình khí hóa với xúc tác để tạo ra nguồn nhiên liệu
cho các ứng dụng trong đời sống con người.Trong khuôn khổ nội
dung đề cương luận văn này, chúng tôi giới thiệu sơ lược về tổng
quan về zeolite, than bùn, khí hóa than bùn, trong khuôn khổ này,
chúng tôi đang trong quá trình làm và đang tìm ra những hướng đi
thiết yếu, tạo ra năng suất nhiên liệu đạt tối đa. Với xúc tác là zeolite
X vẫn có thể tạo ra được sản phẩm mong muốn.

6


7

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT
SUB: Secondary Building Units
FAU: Faujasite
MFI: Mobil Five

8


DANH MỤC BẢNG

Bảng 2. 1 Các thông số cơ bản của zeolite A..............................................9

9


10


DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 2. 1 Sự chọn lọc hình dạng chất tham gia phản ứng..........................6
Hình 2. 2 Sự chọn lọc hình dạng hợp chất trung gian..............................7
Hình 2. 3 Sự chọn lọc hình dạng sản phẩm.................................................7
Hình 2. 4 Sơ đồ biểu diễn cấu trúc zeolite A...............................................8
Hình 2. 5 Cấu trúc khung của zeolite X và Y.............................................10
Hình 2. 6 Quy trình tổng hợp zeolite X.............................................................11
Hình 2. 7 Cấu trúc khung của zeolite ZSM-5.............................................13
Hình 2. 8 Quá trình tạo kết tinh zeolite.......................................................16
Hình 2. 9 Quá trình tạo gel..............................................................................16
Hình 2. 10 Quá trình làm muối.......................................................................17

Hình 2. 11 Sơ đồ quy trình tổng hợp zeolite..................................................
Hình 3. 1 Màu sắc than bùn................................................................................20
Hình 3. 2 Acid humic............................................................................................22Y
Hình 4. 1 Quá trình khí hóa nghịch....................................................................27
Hình 4. 2 Quá trình khí hóa thuận......................................................................29
Hình 4. 3 Quá trình khí hóa kiểu tầng sôi........................................................31
Hình 4. 4 Quá trình khí hóa kiểu dòng lôi cuốn

3

Hình 5. 1 Thiết bị phản ứng khí hóa............................................................................33
Hình 5. 2 Sơ đồ quy trình công nghệ...........................................................33

11


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
TÓM TẮT ĐỀ CƯƠNG
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮTi
DANH MỤC BẢNGi
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊi
1.ĐẶT VẤN ĐỀ.................................................................................1
2.TỔNG QUAN VỀ ZEOLITE............................................................2
2.1..................................................................................Khái niệm về zeolite
2
2.2........................................................................................................Phân loại
3
2.3.....................................................Tính chất hóa lý cơ bản của zeolite
3

2.3.1. Tính axit bề mặt.....................................................................................3
2.3.2. Tính chất xúc tác của axit.......................................................................4
2.3.3. Sự hình thành và tính chất của tâm axit..................................................5
2.3.4. Cơ chế hình thành cacbocation trên cấu trúc xúc tác zeolite..................5
2.3.5. Tính chọn lọc hình học của zeolite.........................................................6
2.4.........................................................................Một vài zeolite điển hình
8
2.4.1. Giới thiệu về zeolite A...........................................................................8
2.4.2.Zeolite X, Y.............................................................................................9
2.4.3.Zeolite ZSM-5.......................................................................................12
2.4.4.Zeolite modernit....................................................................................14

12


2.5...............................................................Phương pháp điều chế zeolite
15
2.5.1.Phản ứng thủy nhiệt...............................................................................15
2.5.2.Nguyên tắc.............................................................................................15
2.5.3.Quá trình kết tinh tạo zeolite.................................................................16
3.TỔNG QUAN VỀ THAN BÙN......................................................19
3.1...........................................................................Sự hình thành than bùn
19
3.2...............................................................Phân loại và các mỏ than bùn
19
3.3............................................................................Đặc điểm của than bùn
20
3.4..........................................................Các đặc tính vật lý của than bùn
21
3.5.....................................................Các đặc tính hóa học của than bùn

21
3.6...........Phương hướng sử dụng than bùn ở Việt Nam và thế giới.
23
4.TỔNG QUAN VỀ KHÍ HÓA THAN..............................................25
4.1.........................................................Giới thiệu chung về khí hóa than
25
4.2.........................................................................................Các loại khí than
25
4.2.1.Khí than khô..........................................................................................25
4.2.2.Khí than ướt...........................................................................................26

13


4.3.............................................................Một số công nghệ khí hóa than
26
4.3.1.Khí hóa than tầng cố định......................................................................27
4.3.2.Khí hóa kiểu tầng sôi.............................................................................31
4.3.3.Khí hóa than dòng lôi cuốn....................................................................32
5.ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ KHÍ HÓA THAN BÙN...........................33
5.1...........................................................................................Thiết bị khí hóa
33
5.2............................................................................................Sơ đồ quy trình
33
6.TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................36

14


ĐẶT VẤN ĐỀ

1.ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay, việc tiết kiệm sử dụng năng lượng hóa thạch, tìm kiếm
nguồn nhiên liệu để thay thế nhiên liệu cổ điển được sản xuất từ dầu
mỏ, tìm kiếm nguồn nhiên liệu tái tạo, nguồn nhiên liệu xanh sạch
đang là vấn đề được quan tâm hàng đầu của các quốc gia trên thế
giới, nhằm góp phần vào việc giải quyết vấn đề thiếu nhiên liệu và ô
nhiễm trong tương lai. Lời giải cho bài toán, là tìm nguồn năng lượng
mới, năng lượng xanh, sạch được sản xuất từ nguồn nguyên liệu
biomass rất dồi dào hiện nay. Than bùn là một trong những nguồn
nguyên liệu biomass có thể giải quyết một phần về năng lượng và
môi trường vì nó có những ưu điểm sau: lượng than bùn hiện nay dồi
dào, hàm lượng cacbon trong than cao, nhiệt trị tương đối cao. Than
bùn như là một loại nhiên liệu biomass cung cấp nguồn năng lượng
sạch, giảm lượng khí thải CO2 , ít gây ô nhiễm môi trường. Đối với
việc thu nhiên liệu từ biomass, việc chọn quy trình phù hợp là rất cần
thiết. Trên thực tế, có ba quá trình chuyển hóa biomass để thu năng
lượng: khí hóa, nhiệt phân và đốt cháy. Việt Nam với lợi thế là có trữ
lượng than bùn dồi dào, nằm rải rác khắp nơi. Theo các nghiên cứu,
thì đây là một nguồn nguyên liệu hoàn toàn có thể sản xuất ra các
loại nhiên liệu sạch khí, lỏng và được sử dụng làm chất đốt. Tuy
nhiên vẫn chưa có một nghiên cứu cụ thể nào về vấn đề sản xuất
nhiên liệu từ than bùn tại Việt Nam. Chính vì vậy, nghiên cứu công
nghệ có thể áp dụng vào quá trình khí hóa than bùn để sản xuất
nhiên liệu là một vấn đề cấp bách và cần thiết đối với tình hình hiện
nay tại Việt Nam. Việc nghiên cứu công nghệ khí hóa than bùn không
những góp một phần vào việc nâng cao giá trị nguồn tài nguyên dồi
dào này chưa được khai thác đúng mức tại Việt Nam, góp phần đưa
ra một loại nhiên liệu sạch giảm thiểu tình trạng ô nhiễm môi trường
từ việc sử dụng các nguồn nhiên liệu chế biến từ dầu mỏ.

15


ĐẶT VẤN ĐỀ

Trên cơ sở nhận thức đó, đề tài luận văn tốt nghiệp “ Nghiên cứu
thiết bị phản ứng xúc tác dị thể và quá trình điều chế, sử dụng
zeolite X trong khí hóa than bùn” được thực hiện

16


TỔNG QUAN VỀ ZEOLITE

2.TỔNG QUAN VỀ ZEOLITE
2.1. Khái niệm về zeolite
Zeolite là các aluminosilicat tinh thể có cấu trúc không gian ba
chiều với hệ thống lỗ xốp đồng đều và rất trật tự. Không gian bên
trong gồm những hốc nhỏ được nối với nhau bằng những đường hầm
ổn định. Nhờ hệ thống lỗ và đường hầm này mà zeolite có thể hấp
phụ những phân tử có kích thước nhỏ hơn kích thước lỗ và đường của
chúng, và đẩy ra những phân tử có kích thước lớn hơn. Vì khả năng
đó, zeolite được xem là một loại “Rây phân tử ”.
Zeolite được tạo thành do nhôm thay thế cho một số nguyên tử
silic trong mạng lưới tinh thể của silic oxit kết tinh. Vì nguyên tử
nhôm hóa trị 3 thay cho nguyên tử silic hóa trị 4, nên mạng lưới tinh
thể zeolite có điện tích âm. Số điện tích âm bằng số nguyên tử nhôm
trong mạng lưới. Để bảo đảm tính trung hòa điện tích, zeolite cần có
các ion dương để bù trừ điện tích âm dư. Trong thiên nhiên, hay ở

dạng tổng hợp ban đầu, những cation đó thường là cation kim loại
kiềm (Na+, K+) hay kiềm thổ (Mg2+,Ca+…).
Thành phần hóa học của zeolite được biểu diễn như sau:
Me2/nO.Al2O3.xSiO2.yH2O
Trong đó:
Me: Cation bù trừ điện tích khung có hóa trị n
n : Hóa trị của cation Me
x : Tỷ số mol SiO2/Al2O3
y : Số phân tử nước trong zeolite
Tỷ số x lớn hơn hoặc bằng 2 và thay đổi đối với từng loại
zeolite, cho phép xác định thành phần cấu trúc của từng loại
zeolite.
Gần đây, người ta đã tổng hợp được các loại zeolite có thành

17


TỔNG QUAN VỀ ZEOLITE

phần đa dạng có tỉ lệ mol SiO2/Al2O3 cao thậm chí có những loại cấu
trúc tương tự zeolite mà hòan toàn không chứa các nguyên tử nhôm
như các silicat ,….

2.2. Phân loại
Zeolite với tính năng đặc thù của nó là " Rây phân tử " được sử
dụng rất có hiệu quả trong quá trình tách hợp chất vô cơ, hữu cơ,
loại bỏ tạp chất trong pha khí (hơi) và pha lỏng. Có nhiều phương
pháp phân loại zeolite theo các tiêu chí khác nhau:


Phân loại theo nguồn gốc;



Phân loại theo thành phần hóa học;



Phân loại theo chiều hướng không gian của các kênh hình thành
nên cấu trúc mao quản;



Phân loại theo đường kính mao quản;



Phân loại theo tỉ số Si/Al;



Phân loại theo cấu trúc SBU.

2.3. Tính chất hóa lý cơ bản của zeolite
Zeolite có một số tính chất cơ bản như tính axit bề mặt, tính chất xúc tác của axit
và tính chọn lọc hình học.
2.3.1.
2.3.1.1.

Tính axit bề mặt

Tính chất hấp phụ

Khác với than hoạt tính, silicagel và các chất hấp phụ vô cơ
khác, zeolite có cấu trúc tinh thể với hệ thống lỗ xốp có kích thước cỡ
phân tử ( 3÷12 A), hệ mao quản có kích thước đồng nhất chỉ cho
các phân tử có hình dạng, kích thước phù hợp đi qua nên zeolite

18


TỔNG QUAN VỀ ZEOLITE

được sử dụng để tách các hỗn hợp khí lỏng hơi…Các zeolite dehydrat
hóa có điện tích bề mặt bên trong chiếm tới 90% diện tích bề mặt
tổng, nên phần lớn khả năng hấp phụ là nhờ hệ thống mao quản. Bề
mặt ngoại của zeolite không lớn, nên khả năng hấp phụ của nó là
không đáng kể. Zeolite có khả năng hấp phụ một cách chọn lọc.
Tính chất hấp phụ chọn lọc xuất phát từ 2 yếu tố chính:


Kích thước cửa sổ mao quản của zeolite dehydrat chỉ cho phép
lọt qua những phân tử có kích thước, hình dạng phù hợp;



Năng lượng tương tác giữa trường tĩnh điện của zeolite với các
phân tử có moment lưỡng cực. Tuy nhiên, yếu tố hấp phụ của
zeolite còn phụ thuộc vào nhiều nhân tố khác nữa chẳng hạn
thành phần tinh thể của mạng lưới, tỉ số Si/Al..

2.3.1.2.

Tính chất trao đổi ion

Zeolite có khả năng trao đổi ion. Nhờ tính chất này mà người ta
có thể đưa vào cấu trúc zeolite các cation có tính chất xúc tác như
cation kim loại kiềm, kim loại chuyển tiếp. Tính chất trao đổi cation
của zeolite thể hiện số lượng các điện tích âm trong mạng hay là số
lượng cation khác trong hệ thống mao quản. Khi trao đổi cation thì
các thông số mạng của zeolite không thay đổi, tuy nhiên đường kính
trung bình của mao quản thì lại thay đổi.
Khả năng trao đổi cation của zeolite phụ thuộc vào các yếu tố
sau:

-

Bản chất, kích thước, trạng thái và điện tích của cation trao đổi;

-

Nhiệt độ trao đổi;

-

Nồng độ của các loại cation trong dung dịch trao đổi;

-

Loại ion liên hợp với cation trong dung dịch trao đổi;

19


TỔNG QUAN VỀ ZEOLITE

-

Dung môi (chủ yếu sự trao đổi thực hiện trong dung môi là nước,
chỉ một số ít thực hiện trong dung môi hữu cơ);

-

Đặc tính cấu trúc của zeolite.

2.3.2.

Tính chất xúc tác của axit

Đây là một trong những tính chất quan trọng nhất của zeolite.
Nó thể hiện ở bản chất các tâm hoạt động trên zeolite.
Các nhóm OH nằm trong mạng lưới cấu trúc tinh thể của zeolite
đóng vai trò quan trọng trong hấp phụ và xúc tác. Thông thường trên
bề mặt axit tồn tại hai dạng nhóm OH cấu trúc phụ thuộc vào dạng
liên kết: liên kết (-Si-OH) và liên kết (-Si-OH-Al-).
Mỗi phản ứng đòi hỏi xúc tác có mật độ tâm và cường độ axit
thích hợp, do đó lực axit là vấn đề rất được quan tâm. Nguyên nhân
gây ra tính axit của zeolite là nhóm OH cấu trúc. Để xác định lực axit
người ta xét mối tương quan của các zeolite với bazơ bằng phương
pháp khử hấp phụ theo chương trình nhiệt độ (temperature
programmed desorption). Biết lượng NH3 bị hấp phụ tính được nồng

độ H+ (số tâm axit trên một đơn vị khối lượng xúc tác).
2.3.3.

Sự hình thành và tính chất của tâm axit

Trong zeolite có 2 loại tâm axit: một loại có khả năng cho proton
( tâm axit Bronsted), một loại có khả năng nhận cặp proton ( tâm
axit lewis). Các tâm axit này được hình thành theo nhiều cách khác
nhau:
2.3.3.1.

Sự hình thành tâm axit Bronsted

Có 4 nguyên nhân chính tạo thành tâm axit Bronsted trong
zeolite:

-

Phân hủy nhiệt Zeolite đã trao đổi với amoni hoặc ankyl amoni
hoặc phân ly các phân tử H 2O hấp phụ bởi trường tĩnh điện của
các cation trao đổi đa hóa trị.

20


TỔNG QUAN VỀ ZEOLITE

-

Xử lý zeolite trong môi trường axit (đối với các zeolite có tỉ số

Si/Al cao):
Na+Mord + HCl

-

→

H+Mord +NaCl

Trao đổi ion với Pt :
NaZ + Pt(NH3)42+

Pt(NH3)42+Z

→

+

Na+

-

Khử Hydro:
Pt(NH3)42+

2.3.3.2.

+

H2 → Pt kim loại/ H+ zeolite + NH3

Sự hình thành tâm axit Lewis

Tâm axit Lewis được hình thành do sự dehydroxyl hóa cấu trúc ở
nhiệt độ cao. Từ hai tâm Bronsted sẽ tạo thành một tâm Lewis.
Các kết quả thực nghiệm cho thấy cả hai loại tâm Bronsted và
Lewis đều góp phần tạo hoạt tính xúc tác Cracking của zeolite, trong
đó tâm Bronsted đóng vai trò quan trọng nhiều hơn. Ngoài ra tâm
axit Lewis còn có tác dụng phân cực nhóm hydroxyl (làm tăng lực
axit của tâm ).
2.3.4.
Cơ chế hình thành cacbocation trên cấu trúc xúc
tác zeolite
Trong

nhiều

phản

ứng

hóa

học,

quá

trình

chuyển

hóa

hydrocacbon trên xúc tác zeolite axit xảy ra qua giai đoạn hình
thành hợp chất trung gian là cacbocation. Các cacbocation được chia
thành hai loại:

-

Ion cacbenium: Trong đó cacbon mang điện tích dương có hóa trị
3

-

Ion cacbonium: Trong đó cacbon mang điện tích dương có hóa trị
5
Các cacbocation này được hình thành trong mao quản của
21


TỔNG QUAN VỀ ZEOLITE

zeolite trên các tâm axit theo đúng quy luật trong môi trường lỏng.
Chúng có thể hình thành từ quá trình: Cộng hợp một proton ( hoặc
cation) vào một phản ứng từ hợp chất chưa no, tách loại một
electron khỏi phân tử trung hòa hay phân cắt dị ly phân tử, tùy thuộc
vào từng loại phản ứng khác nhau.
2.3.5.

Tính chọn lọc hình học của zeolite

Ngoài tính axit, tính chất xúc tác của zeolite trong các quá trình
phản ứng còn dựa trên tính chất chọn lọc hình dạng của chúng. Các
phản ứng xúc tác đều xảy ra ở bề mặt bên trong của tinh thể zeolite.
Do đó khái niệm về “ sự chọn lọc hình dạng ” được đưa ra. Chọn lọc
hình dạng là sự điều khiển theo kích cỡ và hình dạng của phân tử
khuếch tán vào và ra khỏi hệ thống mao quản, làm ảnh hưởng đến
hoạt tính và độ chọn lọc của xúc tác.
Người ta phân biệt ba hình thức của sự chon lọc hình dạng như
sau:
-

Chọn lọc các chất tham gia phản ứng;

Hình 2. 1 Sự chọn lọc hình dạng chất tham gia phản ứng

22


TỔNG QUAN VỀ ZEOLITE

-

Chọn lọc các trạng thái trung gian;

Hình 2. 2 Sự chọn lọc hình dạng hợp chất trung gian

-

Chọn lọc sản phẩm phản ứng;

Hình 2. 3 Sự chọn lọc hình dạng sản phẩm

23


TỔNG QUAN VỀ ZEOLITE

2.4. Một vài zeolite điển hình
2.4.1.



Giới thiệu về zeolite A

Cấu trúc khung
Khung aluminosilicate của zeolite A được tạo thành bởi những

bát diện cụt (sodalite- hốc α). Những hốc α này nối với nhau qua
những vòng 4 cạnh kép- D4R tạo ra mao quản có cửa sổ hình vòng 8
cạnh với chiều rộng 0.42 nm. Có 2 kiểu hệ thống kênh trong zeolite
A:
-

Hệ thống nối những hốc α có đường kính 0.42 nm.

-

Hệ thống nối những hốc α với hốc α có đường kính 0.22 nm.

24


TỔNG QUAN VỀ ZEOLITE

Hình 2. 4 Sơ đồ biểu diễn cấu trúc zeolite A



Thành phần
Zeolite A với cation là Na+ có công thức: [Na12Al12Si12O48.27 H2O]8.

Mỗi sodalite chứa 24 tứ diện TO4: 12 AlO4, 12 SiO4. Khi zeolite A bão
hòa hydrat, trong cấu trúc của nó chứa 27 phân tử nước. Theo quy
tắc Lowenstein và tỷ số Si/Al=1 đối với zeolite A nên các tứ diện SiO 4,
AlO4 phải xen kẽ nhau.

Bảng 2. 1 Các thông số cơ bản của zeolite A
Thông số

Giá trị

Thành phần ô mạng cơ Na12[(AlO2)12(SiO2)12.27H2
sở



O

Hằng số ô mạng cơ sở

a=b=c=24.6Ao

Thể tích ô mạng cơ sở

1970 (Ao)3

Tỷ trọng khung

1.99 g/cc

Thể tích lỗ trống

0.47 cc/cc

Đường kính động học

3.9 Ao

Ứng dụng của zeolite A
Vì zeolite A có ái lực cao với nước và những phân tử có cực nên

có thể sử dụng chúng để loại nước từ hỗn hợp chất khí, chất lỏng
nhằm làm khô chúng. So với những chất hút ẩm khác như: zeolite X,

25