Chương 1: Giới thiệu sơ lược vẻ ze-6-lit và sai hỏng vật liệu. Chương 2: Các phương pháp phỏ kế huy pô-si-trôn.ÔẳÔẳằÒÔÒằÔÒÔẳÔÒằẢẲ. Luận vin tốt nghiệp GVHD: TS. Tran Quốc Ding `x.
Chương 3: Ung dung nghiên cứu vật liệu ze-ô-lit. Trong quá trình làm luận văn, đo còn gặp nhiều hạn chế vẻ mặt kiến thức, thời gian và khả năng tổng hợp tải liệu nên nội dung luận văn khó tránh khói những sai sót và khiếm khuyết. Em rat mong nhận được sự giúp đỡ và chỉ dẫn tận tinh của quý thay cô cũng như ý kiến đóng góp tử các bạn dé hoàn thiện nội dung luận văn. SERRE EERE EEE EERE EERE EERE EE EEE EEE EEE EEE EE EEE E EEE EEE EERE REET EERE EEE REET EEE EEE EEE EEE HEHE Luận van tốt nghiệp GVHD: TS.
Tran Quốc Dang EERE EERE EERE EEE TERRE TEETER EEE EEE TEETER EERE EEE EEE tt EEE TERETE EEE TEE EEE EE 9 99999999999 999999999 ## Chuong 1: Giới thiệu sơ lược về ze-6-lit và sai hong vật liệu 1. Tổng quan vềze-ô-lit 1. Khái niệm Ze-ô-lit 1a tên gọi chung dé chỉ một họ các vật liệu khoáng vỏ cơ chứa những tinh thẻ Aluminosilicat ngậm nước có cau trúc không gian 3 chiều với hệ thong mao quán đông déu va rất trật tự. Hệ thông mao quản này có kích thước phân tử.
có khả năng chia (ray) các phân tử theo hình dang và kích thước nên còn được biết đến như là một loại “ray phan tử”. So lược về ze-ô-lit Tir nam 1756, ze-ô-lit bắt đầu được phát hiện bởi nhà khoáng học Thụy Điền Axel Fredrik Cronstedt nhờ hơi nước thoát ra khi nung khoáng nay [1]. Năm 1932, Mac Bai đã làm rõ hiệu ứng “Ray phân tứ” sau đó năm 1944 Barrer và Ibbitson đã chi ra hiệu ứng “ray phân tử” cho phép tách các n-parafin và iso-parafin bởi ze-ô-lit [8]. các ze-6-lit đầu tiên được tổng hợp.
Cho đến ngảy nay. người ta đã tìm ra được 48 loại ze-ô-lit tự nhiên cũng như nghiên cứu tông hợp nhiều loại ze-ô-lit nhân tạo. Vật liệu ze-ö-lit từng bước thay thé các loại xúc tác khác và đóng một vai trò hết sức quan trọng. Song trong đó chi có vải chục ze-6-lit có ứng dụng trong công nghiệp như ze-6-lit A, X chú yếu được sử dung trong lĩnh vực trao đổi ion, làm khan khí (và không khí): ze-ô-liL Y, ZSM-5 trong cracking dầu mỏ.
isome chọn lọc hình học của công nghiệp lọc hóa dau.[5] Ngoài lĩnh vực nảy, ze-ô-lit còn được sử dụng hiệu quả trong các lĩnh vực khác như: xử ly 6 nhiễm môi trường. chế tao côn tuyệt đồi. tăng trọng cho vật nuỏi. cải tạo đất, trong y học.
Chính vi thé mà ze-6-lit đã thu hút được sự chú ý của I uận văn tắt nghiệp GVHD: TS. Trin Quốc Dũng EERE EEE REE EERE EEE EEE TEETER EEE EEE EEE EEE E REET EEE EEE EE EEE EEE E HEHE EEE EEE oala. nhiều nhà khoa học trên thé giới. hiện nay có rat nhiều công trình nghiên cứu vẻ vật liệu nay đã được công bỏ.
Và ngay cả ở Việt Nam cũng bước đầu có những thành công rõ rệt về việc sản xuất cũng như ứng dụng vật liệu ze-ô-lit vào các lĩnh vực của đời sống. Như công nghệ của các chuyên gia ĐH Bách Khoa Hả Nội đã sản xuất thành công vật liệu ze-ô-lit từ khoáng sét thiên nhiên. Công nghệ chuyển hóa từ cao lanh không nung thành ze-6-lit là một sang chế mới trong sản xuất ze-6-lit rẻ tiên, đáp img được nhu cau rat lớn hiện nay & Việt Nam, GS.TSKH Hoàng Trọng Yém là người đưa ra những ý tưởng dau tiên của công nghệ này và đặc biệt chưa có quốc gia nào chuyên hoá cao lanh không nung thành ze-ô-lit [9]. Nhờ vào việc chế tạo được ze-ô-lit rẻ tiên mà tốt này Việt Nam sẽ ngày càng ứng dụng rộng rãi hơn nữa khoáng chất ze- ô-lit vào nhiều lĩnh vực.
Thanh phan và cấu trúc của ze-6-lit © Thành phần: Trong cau trúc tinh thé của ze-ô-lit gồm có các tứ điện nhỏm-oxi (AlO,) va tử điện sitic-oxi (SiO,) xen phú lẫn nhau. liên kết với nhau qua cẩu oxi. Silic có hóa trị 4 nên tứ điện SiO, trung hòa điện. nhưng AI có hóa trị 3 nên tứ điện AlO, có điện tích âm.
Dé bủ trừ điện tích âm nay thi trong ze-6-lit phải có thêm các cation (các ion kim loại kiểm hoặc kiểm thé) ví dụ như: Na”. Điều này dẫn đến hình thành một trường tinh điện mạnh ở bẻ mặt bẻn trong làm các cation nay có độ linh động rất cao nên dé dàng trao đôi với các ion khác trong dung dịch ma ze-ô-liL tiếp xúc. Đặc điểm này của các cation đưa đến một tính chat rat quan trong của ze-6-lit là tinh trao đôi ion. Theo quy tắc Lô-viên-siên (Loweinstein) xác định rằng: 2 nguyên tử Al không thẻ tôn tại lân cận nhau.
nghĩa là câu trúc ze-ô-lit không thê tôn tại các liên kết Al-O-Al ma chi cỏ các liên kết Si-O-Al hay Si-O-Si. Nói cách khác chi tồn tại ti lệ S/AI >1. PpHỊ‡C0199090900000909696090996000000990000660000900000960009609000000099990900009940099990409499990960090909090999E Luận van tot nghiệp GVHD: TS. Trần Quốc Ding eee ee eee eee eee ee eee eee eee eee eee eee ee Tee eee eee eee eee 8988 8n.
i ee ee tt eee Tóm lại. thành phan chủ yêu của ze-ô-lit là Si, Al, O và một số kim loại kiểm hoặc kiểm thé khác. o Cấu trúc: Công thức tông quát của ze-ô-lit được biểu điển như sau: Me›„.vH:O Trong đó Me: Cation có khả năng trao dồi. n: Hoá trị của cacbon.
x: Tỉ số mol SiO¿/Al;O:. y: Số phân tử nước trong đơn vị cơ sở( khoảng từ 1 +12 ). Zc-ô-lit có cấu trúc tinh thẻ, nét đặc biệt của ze-ô-liL là khung của chúng được tạo thành tử 4 liên kết của các nguyên tứ, làm nên một khôi tử diện AlO¿ va SiO, là một đơn vị cấu trúc cơ bản của ze-6-lit. một nguyên tử Si (hoặc Al) ở giữa và các nguyên tử O xung quanh.
Tứ diện này lại nói với nhiều cái khác xung quanh nó bing cách góp chung nguyên tử oxi ở đỉnh tạo nên một cấu trúc đa dạng. Cau trúc khung nảy có thé chứa các khung nhỏ, lỗ hong, rãnh được liên kết lại dé các phân tử nhỏ có thé chui vào. tinh thể nảy được đặc trưng bởi hệ thống khe réng ba chiều, gồm các lỗ rồng có đường kính xác định chỉnh xác, khoảng từ 3 đến 10. >< Phương pháp kiến tạo cau trúc của ze-ô-lit: Kích thước nguyên tử oxi bằng 1.
tức lớn hơn kích thước của silic (0,39 4) va nhôm (0,574), nên khi tạo COREE EERE EEE EERE REE EEE EERE EE EEE EEE EEE EEE HEHEHE EERE EEE EERE EE EEE EERE. EERE Luan van tot nghiệp ‘GV HD: TS. Tran Quốc Ding AORN REE EEE EERE EEE REAR EERE EERE EERE EERE EE EERE EERE EEE EERE EEE EEE EEE EERE REE EEE EEE EEE EEE TEESE EEE EE EERE thành các tử điện silic va nhôm, oxi luôn trùm lên các ion này. Cac đơn vị cau trúc trong tinh thé ze-6-lit: ¥ Tat cả các loại ze-ô-lit đều được xây dựng trên một đơn vị câu trúc đơn giản nhất là các tử điện nhôm-oxi AlO, va silic-oxi SiO, (hay gọi tắt là tứ điện TO,), được gọi là đơn vị cau trúc sơ cấp (primary building unit).2: Don vị cấu trúc sơ cấp Y Đơn vị cau trúc thứ cấp (secondary building unit, thường viet tắt là SBU) gôm các đơn vị cấu trúc sơ cấp kết nói lại với nhau qua các đỉnh O theo một trật tự xác định va tuân theo quy tắc Lô-viên-stên.
Việc lắp ghép khác nhau sẽ tạo thành các đơn vị cấu trúc thứ cấp khác nhau, nếu 4 tứ điện ghép lại với nhau được gọi là vòng 4 (vẽ như hình vuông). 6 tử diện ghép với nhau là vòng 6 (vẽ như hình lục giác). các đơn vị cấu trúc thứ cắp lại kết nổi với nhau theo các cách khác nhau thành một cau trúc hình học đa diện phức tap hơn. vả câu trúc s6-da-lit la một trong những đa diện đó.
Các sỏ-đa-lit khác nhau lại tiếp tục ghép noi M. E HEHEHE EEE EEE EERE EE EE EEE HEHE Luan van tot nghiệp GVHD: 1S. Tran Quốc Ding. EERE EEE EEE EEE EEE EEE EEE EEE EEE EERE EEE EERE EERE EERE EEE EERE EEE EEE Ee với nhau theo những kiêu khác nhau va vi thể hình thành nên các loại ze-6-lit khác nhau.4 là một ví dụ vẻ cấu trúc s6-da-lit.4: Don vị cấu trúc sô-đa-lit Y Tronp một số ze-ô-lit, như ze-ò-lit loại A, loại X va Y đều có chung cầu trúc sô-đa-lit với dạng hình học lập phương bát điện.
được gọi là đơn vị s6-da-lit.* ˆ * + - Moi don vị sô-đa-lit có 24 nguyên tử nhôm va silic. 48 nguyên tử oxi. 0 sô-đa-lit có đường kính 6,6 4, thé tích khoảng trồng bên trong là 150 4`, gồm 8 mặt 6 cạnh vả 6 mặt 4 cạnh. Cac don vị cau trúc sô-đa-lit nay lại kết nổi với nhau theo các cách khác nhau tạo thành khoang rỗng to, nhỏ khác nhau nhở vậy ma ze-6-lit co cau trúc xốp.
tý tì Câu trúc ze-6-lit A (LTA) Hình 1.5: Cấu trúc ze-ô-lit A, X (Y) Cấu trúc ze-ô-lit X (Y) Các loại cầu trúc tinh thẻ ze-6-lit khác nhau được hình thành từ sự ghép nỗi khác nhau của các SBL, CORRE EERE EERE EERE .161441919101010191944149191919191919941941999194991901919919999409014419199399109439194939199999/0939449/99101919009994990 V4 Ludn van tot nghiep GVHD: IS. Tran Quốc Ding EERE EEE EERE EERE EEE EE EEE EE EEE EERE EEE TEETER EERE EE EEE EEE EE EEE EEE EERE EEE TEETH ETOH TEETER TTT TTT Nếu các bát điện cụt được nỗi với nhau qua mặt 4 cạnh chúng ta sẽ thu được ze-ô-lit cỏ cấu trúc tinh thể kiểu A, còn nối với nhau qua mặt 6 cạnh sẽ được ze-ô-lit kiêu X (hoặc kiểu Y).6 giúp chúng ta hình dung một cách rô rang hơn quá trình hình thành nên câu trúc ze-d-lit. Phân loại Dựa vào nhiều tiêu chỉ khác nhau mà người ta chia ra các loại ze-ô-lit tương ứng: - Phân loại theo nguồn gốc: Y Ze-ô-lÌt tự nhiên: Có khoảng 48 loại. được hình thành do phản ứng giữa các khoáng silicat trong núi lửa và các lớp tro với nước ngằm.
Zc-ô-lit tự nhiên có độ tỉnh khiết không cao đo nhiễm các kim loại. các khoáng khác nên việc sử dụng còn hạn chế. Nếu yêu cau hàm lượng lớn và độ tỉnh khiết không cao thì vẫn có thé dùng trong các chất tây rửa. chat hap thụ.
chất mang cho phân bón hỏa học. Một số loại `. EH Luận văn tot nghiệp GVHD; 1S. Tran Quốc Ding ze-ô-lit tự nhiên 1a le-ry-nit (lerynit), cha-ba-xit (chabazit).
Y Ze-6-lit nhân tạo: Có khoảng 200 loại. được nghiên cửu chẻ biến có câu trúc giống với cấu trúc ze-ô-lit tự nhiên và cũng có nhiều cấu trúc không tồn tại trong tự nhiên. Ze-6-lit tong hợp có nhiễu tinh chat ưu việt hơn: đồng nhất vẻ thành phan, độ tính khiết cao, độ bền cơ học cao.