intTypePromotion=1

Zeolit từ khoáng sét cấu trúc 2:1 kiểu mica - Phần V: Nghiên cứu tổng hợp zeolit NaY và ảnh hưởng của thời gian kết tinh đến quá trình tổng hợp zeolit NaY từ phlogopit

Chia sẻ: Lê Thị Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

0
57
lượt xem
3
download

Zeolit từ khoáng sét cấu trúc 2:1 kiểu mica - Phần V: Nghiên cứu tổng hợp zeolit NaY và ảnh hưởng của thời gian kết tinh đến quá trình tổng hợp zeolit NaY từ phlogopit

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

It was the first time that zeolite NaY with the SiO2/Al2O3 ratio of 3.8 was synthesized from phlogopite taken in Yen Bai of Vietnam in the presence of organic complex, NaOH and liquid glass. Synthesized samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), Infrared lattice vibration (IR), scanning electron microscopy (SEM), differential thermal analysis (DTA), thermogravimetric analysis (TGA) and Surface area by BET technique. The obtained results showed that the synthesized samples were well crystallized. The crytallinity of zeolite NaY was about 80%, BET surface area was 554 m2 /g, and thermal stability up to 89o C. Influence of crystallization time in synthesized NaY zeolite from phlogopite was also studied.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Zeolit từ khoáng sét cấu trúc 2:1 kiểu mica - Phần V: Nghiên cứu tổng hợp zeolit NaY và ảnh hưởng của thời gian kết tinh đến quá trình tổng hợp zeolit NaY từ phlogopit

T¹p chÝ Hãa häc, T. 44 (2), Tr. 152 - 155, 2006<br /> <br /> <br /> Zeolit tõ kho¸ng sÐt cÊu tróc 2 : 1 kiÓu mica<br /> V - nghiªn cøu tæng hîp zeolit NaY vµ ¶nh h(ëng cña thêi gian<br /> kÕt tinh ®Õn qu¸ tr×nh tæng hîp zeolit NaY tõ phlogopit<br /> <br /> §Õn Tßa so¹n 5-01-2005<br /> T¹ ngäc ®«n, nguyÔn thÞ thoa, vò ® o th¾ng<br /> Khoa C«ng nghÖ Hãa häc, Tr#êng §¹i häc B¸ch khoa H) Néi<br /> <br /> <br /> summary<br /> It was the first time that zeolite NaY with the SiO2/Al2O3 ratio of 3.8 was synthesized from<br /> phlogopite taken in Yen Bai of Vietnam in the presence of organic complex, NaOH and liquid<br /> glass. Synthesized samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), Infrared lattice<br /> vibration (IR), scanning electron microscopy (SEM), differential thermal analysis (DTA),<br /> thermogravimetric analysis (TGA) and Surface area by BET technique. The obtained results<br /> showed that the synthesized samples were well crystallized. The crytallinity of zeolite NaY was<br /> about 80%, BET surface area was 554 m2/g, and thermal stability up to 89oC. Influence of<br /> crystallization time in synthesized NaY zeolite from phlogopite was also studied.<br /> <br /> <br /> I - ®Æt vÊn ®Ò gian kÕt tinh ®Õn qu¸ tr×nh chuyÓn hãa phlogopit<br /> th+nh zeolit NaY còng ®\ ® îc kh¶o s¸t b»ng<br /> Kho¸ng sÐt tù nhiªn cÊu tróc 2 : 1 kiÓu mica c¸c ph ¬ng ph¸p hãa lý hiÖn ®¹i.<br /> nh phlogopit hiÖn vÉn cßn Ýt ® îc dïng trong<br /> tæng hîp zeolit nãi chung v+ zeolit NaY nãi II - Thùc nghiÖm<br /> riªng bëi cÊu tróc bÒn v÷ng cña nã. Trªn thÕ<br /> giíi, ng êi ta th êng sö dông ph ¬ng ph¸p Kho¸ng sÐt phlogopit sau khi s¬ chÕ ® îc<br /> chèng (pillared) ®Ó l+m t¨ng kho¶ng c¸ch gi÷a nung trong 3 giê ë 600oC råi chia th+nh 4 phÇn<br /> c¸c líp cÊu tróc sÐt bëi c¸c ion phøc polyoxo cïng ® îc t¹o gel víi NaOH, thñy tinh láng,<br /> cña c¸c kim lo¹i nh Al, Ti,... [1, 2]. Tuy nhiªn, chÊt t¹o phøc v+ n íc cÊt theo tû lÖ mol:<br /> nh îc ®iÓm cña sÐt pillared hãa l+ t¹o nhiÒu cèc 3,5Na2O.Al2O3.7SiO2.140H2O.2NaCl; CTP/Men+<br /> v+ ®é bÒn thuû nhiÖt kÐm. Bëi vËy, viÖc nghiªn = 1,0 [3, 4]. C¸c hÖ gel ® îc l+m gi+ cã khuÊy<br /> cøu tæng hîp zeolit nãi chung v+ zeolit NaY nãi trén ë nhiÖt ®é phßng trong 96 giê, kÕt tinh<br /> riªng tõ lo¹i kho¸ng sÐt n+y l+ vÊn ®Ò míi, cã ý trong tr¹ng th¸i tÜnh ë 90oC víi thêi gian thay<br /> nghÜa khoa häc v+ thùc tiÔn, nhÊt l+ ë ViÖt Nam ®æi tõ 24 - 60 giê. KÕt thóc thêi gian ph¶n øng,<br /> gi+u kho¸ng s¶n, ®Æc biÖt l+ c¸c kho¸ng sÐt tù c¸c mÉu ® îc läc, röa b»ng n íc cÊt ®Õn khi<br /> nhiªn cÊu tróc 2 : 1 kiÓu mica hÇu nh míi chØ n íc röa lÇn cuèi ®¹t pH = 8,5. TiÕn h+nh sÊy<br /> ® îc sö dông l+m nguyªn liÖu s¶n xuÊt c¸c vËt mÉu ë nhiÖt ®é 120oC trong 3 giê råi nghiÒn v+<br /> liÖu chÞu löa v+ vËt liÖu c¸ch ®iÖn. r©y ®Õn cì h¹t 0,15 mm. T ¬ng øng víi thêi<br /> TiÕp theo c«ng tr×nh [3, 4], b+i b¸o n+y tr×nh gian kÕt tinh, c¸c mÉu ® îc ký hiÖu PL-Y24,<br /> b+y kÕt qu¶ nghiªn cøu b íc ®Çu vÒ tæng hîp PL-Y36, PL-Y48 v+ PL-Y60.<br /> zeolit NaY tõ phlogopit trong ®iÒu kiÖn kÕt tinh C¸c mÉu tæng hîp ® îc ®Æc tr ng trong<br /> thuû nhiÖt ë ¸p suÊt th êng. ¶nh h ëng cña thêi cïng c¸c ®iÒu kiÖn bëi ph ¬ng ph¸p nhiÔu x¹ tia<br /> 152<br /> X (XRD) trªn m¸y D8 ADVANCE (§øc); ghi 0240, cßn zeolit NaP1 cã c«ng thøc Na6 Al6<br /> phæ hÊp thô hång ngo¹i (IR) trªn m¸y IMPAC S10O32.12H2O, PDF m\ sè 39-0219.<br /> FTIR 410 (§øc), chôp ¶nh hiÓn vi ®iÖn tö 700<br /> Y<br /> (SEM) trªn m¸y JSM 5410 LV (NhËt B¶n), x¸c 600 a)<br /> ®Þnh bÒ mÆt riªng (BET) trªn hÖ COULTER<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Lin(Cps)<br /> SA3100 (Mü), ghi gi¶n ®å DTA trªn m¸y 400<br /> <br /> SHIMADZU DTA-50 v+ TGA trªn m¸y Q+PL<br /> PL<br /> SHIMADZU TGA-50H (NhËt B¶n) t¹i tr êng 200<br /> M<br /> §¹i häc B¸ch khoa, §¹i häc Quèc gia H+ Néi v+ P1<br /> ViÖn Khoa häc & C«ng nghÖ ViÖt Nam. 0<br /> 800<br /> III - KÕt qu¶ v th¶o luËn Y<br /> b)<br /> H×nh 1 tr×nh b+y phæ nhiÔu x¹ tia X cña c¸c 600<br /> <br /> mÉu tæng hîp. B¶ng 1 thèng kª c¸c kÕt qu¶ x¸c<br /> <br /> <br /> Lin(Cps)<br /> 400<br /> ®Þnh ®é tinh thÓ c¸c zeolit b»ng ph ¬ng ph¸p Q+PL<br /> XRD. 200 PL<br /> M P1<br /> Trªn h×nh 1, phæ XRD cña c¸c mÉu cã<br /> ® êng nÒn ph¼ng, pic ®Æc tr ng cho zeolit NaY 0 P<br /> 800<br /> (Y) xuÊt hiÖn víi c êng ®é rÊt m¹nh. Ngo+i ra, c)<br /> Y<br /> trªn c¸c phæ XRD cßn thÊy xuÊt hiÖn c¸c pic 600<br /> ®Æc tr ng cho zeolit NaP1 (P1), phlogopit (PL),<br /> quartz (Q) v+ microclin (M-PDF 19-0934, c«ng<br /> Lin(Cps)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 400<br /> thøc KAlSi3O8) víi c êng ®é nhá h¬n v+ cã sù Q+PL<br /> PL<br /> kh¸c biÖt ®¸ng kÓ gi÷a c¸c mÉu tæng hîp. Nh 200 M P1<br /> vËy l+ khi thay ®æi thêi gian kÕt tinh, sù chuyÓn<br /> hãa phlogopit th+nh zeolit NaY l+ kh«ng gièng 0<br /> 400<br /> nhau. Trong 4 mÉu thùc nghiÖm kÓ trªn, mÉu Y<br /> d)<br /> PL-Y36 cã c êng ®é zeolit NaY m¹nh nhÊt 300<br /> (xem trôc tung) v+ c êng ®é c¸c pha tinh thÓ Q+PL<br /> PL, Q v+ M ®Òu yÕu nhÊt, chøng tá mÉu n+y cã<br /> Lin(Cps)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 200 P1<br /> ®é tinh thÓ zeolit NaY cao nhÊt (b»ng 80%, xem PL M<br /> b¶ng 1). Tõ c¸c kÕt qu¶ trong b¶ng 1 dÔ d+ng 100<br /> <br /> nhËn thÊy, chØ trong 24 giê kÕt tinh, mét l îng<br /> lín phlogopit ®\ chuyÓn hãa th+nh zeolit NaY 0<br /> <br /> v+ ®¹t cùc ®¹i sau 36 giê thuû nhiÖt. Khi thêi<br /> gian kÕt tinh tiÕp tôc t¨ng ®Õn 48 giê th× mét H×nh 1: Phæ XRD cña c¸c mÉu PL-Y24 (a),<br /> phÇn zeolit NaY võa h×nh th+nh l¹i chuyÓn pha PL-Y36 (b), PL-Y48 (c) v+ PL-Y60 (d)<br /> t¹o ra Q v+ M. §Æc biÖt h¬n, sau 60 giê thuû<br /> nhiÖt cã sù chuyÓn pha rÊt râ tõ zeolit NaY C¸c kÕt qu¶ trªn ®©y còng x¸c nhËn, nÕu<br /> th+nh zeolit NaP1 v+ mét phÇn th+nh Q, M v+ nh qu¸ tr×nh h×nh th+nh zeolit NaX (cã cÊu tróc<br /> nÒn v« ®Þnh h×nh thÊp cã lÏ l+ cña Al2O3 (xem tho¸ng) lu«n kÌm theo zeolit NaP (cã cÊu tróc<br /> h×nh 1d). Sù chuyÓn pha n+y l+ do zeolit NaY ®Æc khÝt) [4] th× qu¸ tr×nh h×nh th+nh zeolit NaY<br /> (cÊu tróc vßng kÐp 6 c¹nh, kÝch th íc mao qu¶n l¹i lu«n kÌm theo zeolit NaP1. VÊn ®Ò n+y cÇn<br /> lín) kÐm bÒn nhiÖt ®éng nªn dÔ chuyÓn hãa tiÕp tôc ® îc nghiªn cøu s©u h¬n ®Ó cã thÓ ®i<br /> th+nh zeolit NaP1 (cÊu tróc vßng ®¬n 4 c¹nh, ®Õn kÕt luËn cuèi cïng vÒ sù song h+nh gi÷a c¸c<br /> kÝch th íc mao qu¶n hÑp), t ¬ng tù nh c¸c kÕt cÆp zeolit cã cÊu tróc tho¸ng v+ ®Æc khÝt: NaX-<br /> qu¶ ®\ tr×nh b+y trong [4 - 7]. NaP v+ NaY-NaP1.<br /> Phæ IR v+ ¶nh SEM cña mÉu PL-Y36 v+<br /> Zeolit NaY ® îc t¹o th+nh cã c«ng thøc mÉu zeolit NaY chuÈn (tû lÖ SiO2/Al2O3 = 4,5;<br /> 1,03Na2O.Al2O3.3,8SiO2.8H2O; PDF m\ sè 38- ® îc tæng hîp tõ hãa chÊt tinh khiÕt, ®é tinh thÓ<br /> 153<br /> 100%) t ¬ng øng ® îc tr×nh b+y trªn h×nh 2 v+ h×nh 3.<br /> B¶ng 1: KÕt qu¶ tæng hîp zeolit NaY tõ phlogopit<br /> <br /> Thêi gian §é tinh thÓ zeolit, %<br /> Sè TT Ký hiÖu mÉu<br /> kÕt tinh, giê Zeolit NaY Zeolit NaP1 Tæng c¸c zeolit<br /> 1 PL-Y24 24 60 5 71<br /> 2 PL-Y36 36 80 6 86<br /> 3 PL-Y48 48 75 6 81<br /> 4 PL-Y60 60 50 20 70<br /> <br /> 574 cm-1 chøng tá mÉu n+y chøa zeolit NaY l+<br /> (a) chñ yÕu (80%), phï hîp víi kÕt qu¶ ph©n tÝch<br /> XRD. Sù xuÊt hiÖn c¸c ®¸m phæ víi vïng hÊp<br /> 600 thô hång ngo¹i dÞch chuyÓn vÒ phÝa cã sè sãng<br /> (b) 769 688<br /> 574<br /> nhá h¬n (sang ph¶i) ®\ x¸c nhËn tû lÖ<br /> 1120 SiO2/Al2O3 trong mÉu tæng hîp thÊp h¬n so víi<br /> 464 mÉu chuÈn (b»ng 3,8 so víi 4,5).<br /> 998 Trªn h×nh 3, ¶nh SEM cña mÉu PL-Y36 v+<br /> 789 724<br /> 1136 575 mÉu Y chuÈn ® îc ®¸nh gi¸ l+ kh«ng cã sù kh¸c<br /> 464 biÖt nhiÒu. C¸c tinh thÓ xuÊt hiÖn trong mÉu<br /> 1017 tæng hîp cã d¹ng h×nh lËp ph ¬ng ®Òu ®Æn, kÝch<br /> th íc c¸c h¹t tinh thÓ kho¶ng 1,2 - 1,5 µm<br /> 1300 1200 1000 800 600 400<br /> t ¬ng tù nh c¸c h¹t tinh thÓ cã kÝch th íc<br /> cm-1<br /> kho¶ng 0,5 µm ë mÉu Y chuÈn.<br /> H×nh 2: Phæ IR cña mÉu PL-Y36 (a)<br /> v+ mÉu zeolit NaY chuÈn (b) MÉu PL-Y36 v+ mÉu Y chuÈn cßn ® îc x¸c<br /> ®Þnh bÒ mÆt riªng theo BET v+ kiÓm tra ®é bÒn<br /> Tõ h×nh 2, kÕt qu¶ nhËn ® îc cho thÊy c¸c nhiÖt theo ph ¬ng ph¸p DTA-TGA. KÕt qu¶ l+<br /> vïng hÊp thô hång ngo¹i cña mÉu PL-Y36 (cã mÉu tæng hîp cã bÒ mÆt riªng b»ng 554 m2/g,<br /> tû lÖ SiO2/Al2O3 = 3,8) v+ mÉu chuÈn cã sù trïng bÒn nhiÖt ®Õn 890oC. C¸c kÕt qu¶ n+y mét lÇn<br /> hîp rÊt tèt. ë mÉu tæng hîp, ngo+i ®¸m phæ n÷a chøng tá cã thÓ tæng hîp ® îc zeolit NaY tõ<br /> n»m trong vïng 769 v+ 574 cm-1 ®Æc tr ng cho phlogopit víi chÊt l îng cao trong nh÷ng ®iÒu<br /> zeolit NaY cßn xuÊt hiÖn ®¸m phæ trong vïng kiÖn ®\ ® îc ®¬n gi¶n hãa nhiÒu so víi c¸c<br /> 600 cm-1 ®Æc tr ng cho zeolit NaP1, tuy nhiªn nghiªn cøu tæng hîp zeolit tõ kho¸ng sÐt 2 : 1<br /> c êng ®é yÕu h¬n nhiÒu so víi ®¸m phæ vïng tr ¬ng në kiÓu bentonit tr íc ®©y [8, 9].<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> a) b)<br /> H×nh 3: ¶nh SEM cña mÉu PL-Y36 (a) v+ mÉu zeolit NaY chuÈn (b)<br /> 154<br /> IV - KÕt luËn 3. T¹ Ngäc §«n, L ¬ng Hå Anh, Vò §+o<br /> Th¾ng. T¹p chÝ Hãa häc, 42, sè 4, Tr. 434 -<br /> Zeolit NaY víi ®é tinh thÓ 80% lÇn ®Çu tiªn 438 (2004).<br /> ®\ ® îc tæng hîp tõ kho¸ng sÐt 2 : 1 kiÓu mica 4. T¹ Ngäc §«n, NguyÔn ThÞ Thoa, Vò §+o<br /> trong ®iÒu kiÖn thuû nhiÖt ë ¸p suÊt th êng, cã Th¾ng. T¹p chÝ Hãa häc, T. 44, sè 1, Tr. 30<br /> sù tham gia cña chÊt t¹o phøc h÷u c¬. Qu¸ tr×nh - 34 (2006).<br /> h×nh th+nh zeolit NaY ®¹t cùc ®¹i sau 36 giê<br /> thuû nhiÖt ë tr¹ng th¸i tÜnh t¹i nhiÖt ®é 90oC. Sù 5. D. W. Breck. Zeolite Molecular Sieves, A<br /> h×nh th+nh c¸c zeolit cã cÊu tróc vßng kÐp 6 Wiley, New York (1974).<br /> c¹nh (kiÓu X, Y) lu«n kÌm theo sù h×nh th+nh 6. R. M. Barrer. Hydrothermal chemistry of<br /> c¸c zeolit cã cÊu tróc vßng ®¬n 4 c¹nh (kiÓu P, zeolites, Academic Press, London (1982).<br /> P1).<br /> 7. E. J. P. Feijen, J. A. Martens, P. A. Jacobs.<br /> Hydrothermal zeolite Synthesis, Wiley, New<br /> T i liÖu tham kh¶o York (1999).<br /> 1. J. J. Fripiat. Preparation of solid Catalysts, 8. Hoa H÷u Thu, Ng« ThÞ ThuËn, V. Dakiche,<br /> Wiley-VCH, Weinheim, 284 - 321 (1999). K. Chanane. T¹p chÝ Hãa häc, 33, sè 2, Tr.<br /> 39 - 45 (1995).<br /> 2. F. J. Del Rey-Perez-Cabllero, G. Poncelet.<br /> Microporous and Mesoporous Materials, 41, 9. V. Raquel, C. Jaime, R. Susana, L. Santiago.<br /> P. 169 - 181 (2000). Eur. J. Mineral., 13, P. 635 - 644 (2001).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 155<br />
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2