Chương I : TỔNG QUAN I − NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ KHOÁNG SÉT TỰ NHIÊN. I.1. Giới thiệu chung về khoáng sét. Từ lâu khoáng sét đã được nghiên cứu và sử dụng nên việc phân loại khoáng sét có nhiều cách khác nhau. Tuy nhiên cách phân loại thường được sử dụng dùa vào cấu trúc và thành phần hoá học.  Khoáng sét vô định hình, trong đó có diatomite.  Khoáng sét tinh thể  kaolinit, illit, montmorillonit, verculit… I.1.1. Thành phần của khoáng sét. Theo phiên họp của Uỷ ban danh pháp quốc tế tổ chức tại Copenhagen năm 1960 thì khoáng sét là một loại silicat có cấu trúc líp, được hình thành từ các tứ diện oxit silic liên kết với mạng bát diện. Hạt sét có kích thước rất nhỏ, khi tác dụng với nước thành vật liệu dẻo. Trong thành phần khoáng sét đều chứa các nguyên tè silic và nhôm nhưng hàm lượng Al Ýt hơn Si. Ngoài ra còn có các nguyên tố khác  Fe, Mg, K, Na, Ca Tuỳ vào hàm lượng của chúng trong sét mà phân biệt các loại sét khác nhau. Hiện nay người ta đã biết hơn khoảng 40 loại khoáng sét. Để nhận biết nhanh từng loại khoáng sét , có thể dùa trên sự có mặt của 3 nguyên tố Al, Fe, Mg ngoài nguyên tố Si có trong thành phần của nó. Bảng 1: Phân loại khoáng sét dùa theo thành phần 3 nguyên tố chủ yếu Al, Fe và Mg. Sét trương nở Sét không trương nở Tên khoáng sét Nguyên tố có nhiều trong thành phần Tên khoáng sét Nguyên tố có nhiều trong thành phần Beidellit Al Illit K, Al(Fe, Mg Ýt) Montmorilloni t Al(Mg , Fe 2+ Ýt) Glauconit K, Fe 2+ , Fe 3+ Nontronit Fe 3+ Chrolit Mg, Fe, Al Saponit Mg, Al Berthierin Fe 2+ ,Al (Mg Ýt) Vermiculit Mg, Fe 2+ (ít) Kaolinit Al I.1.2. Cấu trúc của khoáng sét . Khoáng sét tự nhiên có cấu trúc líp hai chiều. Các líp trong cấu trúc cuả khoáng sét được hình thành từ hai đơn vị cấu trúc cơ bản. Đơn vị thứ nhất là tứ diện SiO 4 và đơn vị thứ hai là bát diện MeO 6 , trong đó Me có thể là Al, Fe, Mg (Hình 1) a. : oxy b. : hydroxyl : silic : Me = Al, Mg, Fe Hình 1 : Đơn vị cấu trúc tứ diện SiO 4 (a) và đơn vị cấu trúc bát diện MeO 6 (b) Các tứ diện SiO 4 liên kết thành mạng tứ diện qua nguyên tử oxy theo không gian hai chiều. : Oxy : Silic Hình 2 : Mạng cấu trúc tứ diện SiO 4 Các nguyên tử oxy góp chung nằm trên một mặt phẳng và được gọi là oxy đáy. Các nguyên tử oxy đáy liên kết và sắp xếp sao cho tạo nên một lỗ 6 cạnh mà mỗi đỉnh của hình 6 cạnh này là nguyên tử oxy (Hình 3). k : Oxy đáy : Ion Silic Hình 3 : Sù sắp xếp lỗ sáu cạnh của oxy đáy trong mạng tứ diện Mạng cấu trúc bát diện được hình thành từ các đơn vị cấu trúc bát diện MeO 6 qua nguyên tử oxy theo không gian hai chiều(Hình 4). Hình 4: Mạng cấu trúc bát diện MeO 6 Mạng bát diện và mạng tứ diện liên kết với nhau qua oxy đỉnh chung, theo những quy luật trật tự nhất định để tạo ra những khoáng sét có cấu trúc khác nhau như cấu trúc 1:1, cấu trúc 2:1 và cấu trúc 2:1+1. Trong cùng một nhóm, khoáng sét có thể lại được chia thành phân nhóm diocta hoặc triocta. Ở dạng diocta, trong mạng lưới bát diện cứ ba vị trí tâm bát diện thì có hai vị trí bị chiếm giữ bởi cation hóa trị ba, còn một vị trí bỏ trống (hình 3b, 3d). Còn ở dạng tricta thì mỗi vị trí tâm bát diện bị chiếm bởi một cation hóa trị hai (Hình 3a, 3c, 3e). a) Cấu trúc 1:1 trioctab) Cấu trúc 1:1 điocta b) CÊu tróc 1:1 ®iocta c) Cấu trúc 2:1 trioctad) Cấu trúc 2:1 điocta d) CÊu tróc 2:1 ®iocta e) Cấu trúc 2:1 +1 Hình 5. Các loại cấu trúc cơ bản của khoáng sét tự nhiên. Ở nhóm khoáng sét 2:1 thì cấu trúc cơ bản gồm một mạng lưới bát diện nằm giữa hai lưới tứ diện. Đại diện cho nhãm này là montmorillionit, vermiculit Ở nhóm khoáng sét 2:1+1 thì cấu trúc líp cơ bản gồm ngoài một líp cấu trúc tương tự nhóm 2:1 còn có thêm một mạng lưới bát diện . Tiêu biêu cho nhóm này là chlorit. I.2. Giới thiệu về Diatomit (DA). I.2.1. Giới thiệu chung. Như ta đã biết tên trái đất có nhiều loại khoáng sét tự nhiên. Một trong những khoáng sét có ứng dông rộng rãi là Diatomit, thường được gọi là Si Hydroxyl trong Hydroxyl ngoµi 7,19 Å Si Al Hydroxyl trong Hydroxyl ngoµi 7,21 Å Si Mg, Fe 2+ 9,3 Å Si 14 Å 2:1 + 1 Si Al 9,6 Å Si khoáng tảo cát. Đây là loại khoáng được hình thành do sự trầm tích của xác tảo Diatomit. Diatomit có cấu trúc rất xốp, thành phần chủ yếu của khoáng này là oxyt silic (SiO 2 ), oxit nhôm (Al 2 O 3 ), ngoài ra còn có một số oxit khác với hàm lượng nhỏ như Fe 2 O 3 , CaO, MgO, TiO 2 , Na 2 O Cấu trúc xốp của khoáng phụ thuộc vào thành phần sắp xếp các loại oxit trong khoáng. Diatomite được chóng tôi nghiên cứu và ứng dụng là loại Diatomit Phó Yên, được khai thác từ tỉnh Phú Yên. I.2.2. Mét vài tính chất của DA. Những kết quả nghiên cứu qua phân tích hoá học, nhiệt động học và phổ hồng ngoại, Rửngen đã chỉ ra rằng thành phần chính của DA là SiO 2 vô định hình đã hidrat hoá, có lẫn một Ýt tạp chất kim loại. Khoáng này thuộc loại chất hấp phô bởi vì nó được đặc trưng bởi sự có mặt của số lượng lớn các mao quản. Về phương diện hoá học DA chủ yếu là axit silixic, một loại vật liệu gần  trơ đối với tác dụng của hoá chất. Về phương diện cấu trúc vật lý, DA cã thể tạo nên tập hợp hạt có độ xốp khá lớn (80 - 85%). Mặt khác, nhờ tính đa dạng của các phần tử có cấu trúc rỗng của khung DA , do đó chất hấp phụ chế tạo từ vật liệu DA có thể lưu trữ một lượng khá lớn chất khí, chất lỏng Hơn nữa nhờ tính trơ về phương diện hoá học nên có thể được sử dụng làm chất xúc tác, làm chất mang xúc tác và chất độn cho vật liệu compozit nhằm tăng độ bền cơ học, bền hoá học và bền nhiệt cho loại vật liệu này. Do vậy việc nghiên cứu DA có ý nghĩa không những về mặt lý thuyết mà cả về mặt ứng dụng. I.2.3. Thành phần hoá học. Thành phần hoá học của DA là rất phức tạp. Thành phần của mỗi loại khai thác ở các mỏ khác nhau là rất khác nhau. Bảng 2 chỉ ra thành phần hoá học của DA trong mét số mỏ ở Việt  và thế giới. Bảng 2: Thành phần hoá học của một số DA STT DA(nk) SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO TiO 2 1 Lâm Đồng 64,83 18,60 2,55 1,40 0,99 0,217 2 Tuy An 66,78 15,62 2,55 0,71 0,61 0,33 3 Phú Yên 61,04 15,11 5,3 0,42 0,743 6,69 4 Kazaktan 89,40 2,1 5 Ethitopia 78,23 5,64 2,55 Qua bảng đó ta thấy rằng hàm lượng Fe 2 O 3 , CaO , TiO 2 (làm cho vật liệu kém trơ) của DA Phú Yên có thể chấp nhận được , còn hàm lượng Al 2 O 3 khá cao, hàm lượng SiO 2 lại thấp so với thế giới. Mặt khác từ phổ tán xạ Rơngen với các hạt có kích thước khác nhau cho giản đồ tương tù nhau, điều đó cho thấy thành phần khoáng  nhau và các tạp chất  kaolinit, monmorillonit, thạch anh phân bố rất tinh trong DA. Đó là một khó khăn trong quá trình làm giàu khoáng. I.2.4. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng DA ở Việt Nam. Ở Việt  , khoáng DA tập trung nhiều ở miền Trung (Phú Yên, Lâm Đồng, Tuy An, Thuận Hải ), trong đó đáng chú ý là khoáng ở Phú Yên với trữ lượng rất lớn. Tuy nhiên, những sản phẩm cao cấp đi từ DA dùng để trợ lọc, chế tạo vật liệu siêu xốp chưa được sản xuất trong nước mặc dù nhu cầu sử dụng đã có và ngày càng lớn. Cùng với việc khởi động các nhà máy lọc - hoá dầu thì nhu cầu sử dụng chất xúc tác đi từ DA cũng rất lớn để xúc tác cho các quá trình cracking, alkyl hoá, oligome hoá Thăm dò sơ bộ cho thấy, chỉ tính riêng các tỉnh phía Nam, nhu cầu dùng bột trợ lọc dùng cho công nghệ tinh luyện đường đã đến 400 - 500 tấn/năm, còn để lọc bia cũng cần đến khoảng 1000 tấn/năm. Nếu tính cho tất cả các ngành trên quy mô cả nước thì nhu cầu sử dụng còn lớn hơn nhiều. Mấy năm gần đây Trung tâm KHTN và công nghệ quốc gia, Viện Hoá công nghiệp, Viện công nghệ thực phẩm, Bé môn Hoá Hữu cơ - Trường Đại học Bách Khoa đã nghiên cứu, chế tạo thành công vật liệu trợ lọc xuất phát từ DA để lọc rượu bia, xử lý nước Công ty hoá chất Đà Nẵng đã sử dụng DA chuyển hoá hấp phụ từ mỏ DA Phú Yên để xử lý tái sinh dầu biến thế cho các thông số kỹ thuật dầu tái sinh đạt chất lượng cao. Khoáng DA đã được chuyển thành chất hấp phụ làm sạch các chất tan hữu cơ, các kim loại nặng và các vi khuẩn ra khỏi nước thải. Zeolit tổng hợp từ DA làm xúc tác tốt cho các quá trình dehydrat hoá rượu thành alken, tổng hợp các alken từ metan là các nguyên liệu của quá trình tổng hợp các polyme như PE. Chính vì vậy, việc nghiên cứu DA Việt Nam để chế tạo ra các sản phẩm có giá trị cao, phục vụ cho sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước là rất cần thiết và cấp bách. I.3. Giới thiệu về Zeolit I.3.1. Khái niệm và cấu trúc của Zeolit.  Khái niệm và cấu trúc tinh thể của Zeolit Zeolit là các aluminosilicate tinh thể có cấu trúc lỗ xốp đặc biệt và rất đồng nhất cho phép chúng phân chia các phân tử theo hình dạng và kích thước nhất định . Thành phần hoá học của Zeolit được biểu diễn  sau: M 2/n O. Al 2 O 3. xSiO 2. yH 2 O Trong đó: M : Cation hoá trị n có khả năng trao đổi x : Tỷ số SiO 2 /Al 2 O 3 y : Số phân tử nước kết tinh Giá trị x và y thay đổi trong khoảng rộng tuỳ thuộc vào thành phần và cấu trúc của Zeolit. Đơn vị cấu trúc cơ bản của Zeolit là tứ diện TO 4 (T = Al , Si) bao gồm cation được bao quanh bởi 4 ion O 2- . Nếu T là Si 4+ thì tứ diện SiO 4 trung hoà về điện tích, nếu T là các cation hoá trị 3, thường là Al 3+ thì tứ diện AlO 4 - mang một điện tích âm. Đơn vị cấu trúc của Zeolit được mô tả như hình 5. a. Tứ diện SiO 4 b. Tứ diện AlO 4 - Hình 6 : Đơn vị cấu trúc cơ bản của Zeolit . Sù thay thế đồng hình Si 4+ bằng Al 3+ trong tứ diện SiO 4 làm xuất hiện một điện tích âm ở AlO - 4 . Điện tích dư được cân bằng bởi sự có mặt của cation M n+ (Na + , Ca 2+ , H + ), gọi là cation bù trừ điện tích khung, nó có thể trao đổi với các cation khác. Các tứ diện SiO 4 , AlO 4 liên kết với nhau qua cầu oxy tạo thành mạng lưới tinh thể của Zeolit. Các tứ diện này được sắp xếp theo các trật tự khác nhau sẽ hình thành các đơn vị thứ cấp khác nhau. Mỗi loại cấu trúc được đặc trưng bởi hình dạng và kích thước mao quản , thành phần hoá học  Cấu tróc mao quản của Zeolit. Bản chất của các lỗ xốp và các mao quản nối liền trong Zeolit rất quan trọng và nó xác định tính chất vật lý, hoá học của Zeolit. Theo một số tác giả , trong Zeolit có 3 loại hệ thống mao quản:  Hệ thống mao quản một chiều: các mao quản không giao nhau, thuộc loại này có analcime (H6a).  Hệ thống mao quản hai chiều: Hình 7: Hệ thống mao quản 1 chiều Hình 8: Hệ thống mao quản 2 chiều trong analcime trong mordenite  Hệ thống mao quản 3 chiều: Các mao quản giao nhau.                                  Hình 9. Hệ thống mao quản 3 chiều trong zeolit A. I.3.2. Phân loại zeolit. Có nhiều cách phân loại nhưng thông thường người ta phân loại theo nguồn gốc, kích thước mao quản và theo thành phần hoá học. − Phân loại theo nguồn gốc: Có 2 loại là zeolit tự nhiên và zeolit tổng hợp. Các zeolit tự nhiên kém bềm, luôn có xu hướng chuyển sang các pha khác bền hơn  analcime hay feldspars. Tuy có nhiều loại nhưng chỉ có một số có khả năng ứng dụng và chúng cũng chỉ phù hợp với các ứng dụng cần khối lượng lớn, không yêu cầu độ tinh khiết cao. Khác zeolit tự nhiên, zeolit tổng hợp có cấu trúc đồng đÒu, tinh khiết, đa dạng về chủng loại (hơn 200 loại) đáp ứng khá tốt cho nghiên cứu và ứng dụng công nghiệp. − Phân loại theo kích thước mao quản :  Loại mao quản có đường kính < 5Å  zeolit A.  Loại mao quản có đường kính 5 ÷ 6Å  zeolit ZSM − 5.  Loại mao quản có đường kính > 7Å  zeolit X, Y. − Phân loại theo thành phần hoá học: Theo cách này, có 5 nhóm: Zeolit nghèo silic, zeolit trung bình silic, zeolit giàu silic, rây phân tử silic và zeolit biến tính.  Zeolit giàu nhôm: là zeolit có tỉ số SiO 2 /Al 2 O 3 ≥ 2và ≤ 3.  Zeolit trung bình silic: là các zeolit có tỷ số SiO 2 /Al 2 O 3 = 4÷5 và có thể tới 10 như zeolit X, Y  Zeolit giàu silic: là các zeolit ZSM, tỷ số SiO 2 /Al 2 O 3 = 20÷200.  Rây phân tử silic: là loại vật liệu có cấu trúc tinh thể hoặc tương tù  aluminosilicat nhưng không có nhôm. Vật liệu này kị nước và không chứa các cation bù trừ điện tích (không có tính chất trao đổi ion).  Zeolit biến tính. Ví dụ: phương pháp loại nhôm ra khỏi mạng tinh thể, thay vào đó là silic hoặc các nguyên tố khác, gọi là phương pháp loại nhôm. Bảng 3: Phân loại zeolit theo tỷ số mol của các oxyt. Stt Tên gọi Công thức tổng quát n x y 1 A (1,0±0,2)M 2/n O.Al 2 O 3 .xSiO 2 .yH 2 O tuỳ ý 2,0÷2,3 ≤ 6 2 X (1,0±0,2)M 2/n O.Al 2 O 3 .xSiO 2 .yH 2 O ≤ 3 2,5÷3,0 ≤ 8 3 Y (0,9±0,2)Na 2 O. Al 2 O 3 .xSiO 2 .yH 2 O ≤ 3 3,0÷6,0 ≤ 9 4 L (1,0±0,1)M 2/n O.Al 2 O 3 .xSiO 2 .yH 2 O tuỳ ý 5,9÷6,9 ≤7 5 D (0,9±0,2)αNa 2 O.(1-α)K 2O .Al 2 O 3 .xSiO 2 .yH 2 O α≤1 4,5÷4,9 ≈7 6 R (0,9±0,2)Na 2 O. Al 2 O 3 .xSiO 2 .yH 2 O α≤1 2,45÷3,65 ≈7 7 S (0,9±0,2)Na 2 O. Al 2 O 3 .xSiO 2 .yH 2 O α≤1 4,6÷5,9 6÷7 8 T (1,1±0,4)αNa 2 O.(1-α)K 2 O.Al 2 O 3 .xSiO 2 .yH 2 O α=0,1÷0,8 6,4÷7,4 ≤ 8 9 Z K 2 O. Al 2 O 3 .xSiO 2 .yH 2 O α=0,1÷0,8 2 ≤ 3 10 E (0,9±0,1)M 2/n O.Al 2 O 3 .xSiO 2 .yH 2 O tuỳ ý 2÷2,05 ≤ 4 Tỷ sè SiO 2 /Al 2 O 3 tăng từ 2 ÷ ∞ thì : 1. Tính biền nhiệt tăng từ 700 ữ 1300 o C 2. Cấu tróc thay đổi từ vòng 4, 6, 8 đến vòng 5. 3. Tính chất bề mặt từ ưa nước sang kị nước. 4. Lực axit trên tâm axit tăng. 5. Dung lượng trao đổi ion giảm. I.3.3. Cấu trúc một số zeolit điển hình  Cấu trúc của zeolit A. Zeolit A là loại zeolit tổng hợp, cấu trúc của nó có dạng mạng lưới lập phương đơn giản  kiểu liên kết trong tinh thể NaCl với các nót mạng là bát diện cụt. Zeolit A có công thức chung của một đơn vị NaA hoàn chỉnh là: Na 12 [(AlO 2 ) 6 (SiO 2 ) 12 ]. 27H 2 O Trong quá trình liên kết giữa các lồng sodalit với nhau, trong zeolit A sẽ tạo thành các hốc lớn và hốc nhỏ. Hốc lớn được coi là phần thể tích giới hạn bởi 8 lồng sodalit trong 1 ô mạng, còn hốc nhỏ là phần thể tích giới hạn bởi các sodalit. Mỗi hốc lớn còn thông với 6 hốc lớn bên cạnh qua các cửa sổ 8 cạnh Ngoài ra, mỗi hốc lớn còn thông với 8 hốc nhỏ qua các cửa sổ 6 cạnh. Thể tích mỗi hốc lớn là 150(Å) 3 và mỗi hốc nhỏ là 77(Å) 3 . Sù thông giữa các hốc nhỏ và hốc lớn tạo ra các kênh dẫn. Việc tạo thành kênh làm tăng thể tích tự do của zeolit khoảng 50% so với tổng thể tích chung. Do độ xốp của zeolit A rất cao nên nó có thể hấp phụ được các chất có đường kính nhỏ hơn đường kính cửa sổ để vào các hốc hấp phụ của zeolit. Đây là hiện tượng tạo rây phân tử của zeolit A.  Cấu trúc của zeolit X(Y) Trong cấu trúc của zeolit X(Y), các lồng sodalit có dạng bát diện cụt được sắp xếp theo kiểu tinh thể kim cương. Mỗi nót mạng của zeolit X(Y) đều là các bát diện cụt và mỗi bát diện cụt đó lại liên kết với 4 bát diện khác ở mặt 6 cạnh thông qua liên kết cầu oxy. Sè mặt 6 cạnh của bát diện cụt là 10, do vậy tồn tại 4 mặt 6 cạnh còn trống của mỗi bát diện cụt trong zeolit X(Y). Công thức hoá học đối với một ô mạng cơ sở của zeolit X(Y) : Zeolit X: Na 86 [(AlO 2 ) 86 (SiO 2 ) 106 ].260H 2 O Zeolit Y: Na 86 [(AlO 2 ) 56 (SiO 2 ) 136 ].260H 2 O Như vậy, zeolit X nghèo silic hơn zeolit Y, mặc dù tổng cation Si 4+ và Al 3+ đều là 192. Cấu trúc của hai zeolit này hoàn toàn giống nhau. Bảng 4 . Dữ liệu cấu trúc cơ bản của một số zeolit thông dụng. Zeolit Nhóm SBU Kiểu đối xứng Đường kính mao quản NaX(Y) 4 6-6 (*) , 4, 6, 6-2 Cubic 7,4 ; 2,2 NaA 3 4-4, 4, 8, 6-2 Cubic 4,2 ; 2,2 NaP 1 1 4 (*) , 8 Tetragonal 3,1×4,5 2,8×4,8 Mordenite 6 5 -1 Orthorhombic 6,5×7,0 2,6×5,7 ZSM - 5 6 5 -1 Orthorhombic 5,3×5,6 5,1×5,5 L¨ng trô 6 c¹nh Nèi qua mÆt 4 c¹nh Zeolit kiÓu X (Y) Hèc lín X 4 Nèi qua mÆt 6 c¹nh Sodalit Zeolit kiÓu A X 6 Hình 10. Sù hình thành cấu trúc zeolit A, X (Y) từ các kiểu ghép nối khác nhau. I.3.4. Các tính chất cơ bản của zeolit.  Tính chất trao đổi ion. Zeolit có khả năng trao đổi ion. Nhờ tính chất này mà người ta có thể đưa vào cấu trúc của zeolit các cation có tính xúc tác  : cation kim loại kiềm, cation kim loại chuyển tiếp(phức của Co , Cu , Mn ). Nguyên tắc là dùa trên sự trao đổi thuận nghịch giữa các cation trong dung dịch với các cation có trong thành phần zeolit. Trong zeolit, cation trao đổi là cation bù trừ điện tích (thường là Na + ). 2 Na - Ze + Ba 2+ (dd) <=> 2 Ba-Ze + 2Na + Sau một thời gian nhất định quá trình trao đổi đạt trạng thái cân bằng. Còng  đối với khoáng sét, khả năng trao đổi của zeolit của được đặc trưng bằng dung lượng trao đổi cation (capacity exchange cation, CEC). Do có cấu trúc không gian 3 chiều bền vững mà khi trao đổi ion các thông số mạng của zeolit không thay đổi, khung zeolit cũng không bị trương nở. Đây là một tính chất đặc biệt quý giá mà nhựa trao đổi ion và các chất trao đổi ion khác không có. Quá trình trao đổi ion thường diễn ra trong dung dịch nên có thể dùng zeolit để xử lý nước thải , chất phóng xạ Người ta thường hay sử dụng những zeolit có đường kính cửa sổ nhá  zeolit A, P để làm chất trao đổi ion vì dung lượng trao đổi ion lớn và khả năng xúc tác thấp. Quá trình trao đổi ion phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưng chủ yếu là vào 6 yếu tố sau:  Bản chất cation trao đổi: Điện tích, kích thước cation trong trạng thái hydrat hoá và đehydrat hoá.  Nhiệt độ môi trường phản ứng.  Nồng độ cation trong dung dịch  Bản chất của anion kết hợp với cation trong dung dịch.  Dung môi hoà tan cation (thông thường là nước, có thể là dung môi hữu cơ).  Đặc điểm cấu trúc của zeolit. Sù trao dổi ion được thực hiện nhờ các cửa sổ mao quản, do đó đường kính mao quản ảnh hưởng lớn đến CEC. Bên cạnh dung lượng trao đổi, vận tốc trao đổi cation cũng phụ thuộc vào đường kính mao quản và kích thước các cation. Vận tốc trao đổi lớn khi đường kính mao quản lớn và kích thước cation bé. Khi kích thước cation lớn hơn đường kính mao quản thì chỉ có sự trao đổi chậm xảy ra trên bề mặt zeolit .  Tính chất hấp phụ. [...]... Thng khi t l SiO2/ Al2O3 2 cho kh nng kt tinh zeolit A, cũn khi t l SiO2/ Al2O3 2 cho kh nng kt tinh zeolit X, Y : Hm lng kim trong h kt tinh phi ln Theo kinh nghim v kt qu nghiờn cu ca nhiu tỏc gi trc y thỡ zeolit ch c kt tinh khi hm lng Na2O trong h d 100 - 300% Tuy vy, zeolit A cú th c kt tinh trong c h cú lng kim d ít Song i vi zeolit X v Y ch cú th kt tinh trong h cú hm lng kim d nhiu Hm lng... hng bi mc hydrat v cỏc yu t khỏc Khi ú hm lng tinh th c tớnh: % tinh th = (Vi iu kin 2 mu ny o cựng iu kin v khi lng) Ngoi ra, thay vỡ chiu cao, din tớch cỏc pic cng c chn dựng ỏnh giỏ % tinh th: % tinh th = Nh vy, hm lng zeolit trong mu ph thuc vo cng cỏc pic Tuy nhiờn, s dao ng v thnh phn hoỏ hc (Vớ d t s Si/Al; s cỏc cation trao i ) trong zeolit cng nh hng n v trớ v cng cỏc pic Vỡ vy, khi nghiờn... phỏp tt nht v tng hp mt loi zeolit nht nh I.3.6 iu kin tng hp v nhng yu t chớnh nh hng ti cht lng ca zeolit S hỡnh thnh ca zeolit ph thuc vo nhiu yu t: Thnh phn khi phn ng, nhit , ỏp sut, ch khuy trn v thi gian kt tinh Sau y l nhng iu kin, yu t chớnh ca quỏ trỡnh tng hp zeolit : Thnh phn khi phn ng Thnh phn ca h cú nh hng rt ln ti quỏ trỡnh kt tinh zeolit , nó bao gm cỏc yu tố : t l SiO2/ Al2O3 ,... y cho thy vic x lý s b axit cú th lm quartz hoỏ nguyờn liu (Si trong cu trúc DA b chuyn v dng SiO 2)v hm lng Al2O3 cú th gim, ng thi vic khụng x lớ axit em li kt qu vn tt, do ú chỳng tụi tin hnh em nung Ly 300g DA(nk) nung 6500C trong 3h dehydrat hoỏ cỏc hydroxit, kh hp ph cỏc cht hp ph v nc Ký hiu mu ó nung ny l DA(650-3) Bo qun mu trong bỡnh hút ẩm Bng 7: Kt qu nung 6500 trong 3h %Oxit Trc nung. .. silicagel, zeolite Theo phõn loi ca IUPAC, r y phõn t thng cú ng ng nhit hp ph loi I Hp ph n lớp ụi khi c dựng biu din dung lng ca r y phõn t Din tớch mt ngoi ca nhng tinh th r y phõn t ch bng khong 1% tng din tớch b mt (tc l b mt trong chim hn 90%) Vỡ vy, hin tng khuych tỏn v hp ph xy ra ch yu h thng mao qun Vi nhng dng hydrat, vic tn ti cỏc cation h thng mao qun cú nh hng n dung lng hp phụ R y phõn... kớch thc trung bỡnh ca cỏc tinh th zeolit ng thi cho thy hỡnh dng ca tinh th zeolite Chng II: THC NGHIM I - NGUYấN LIU V HO CHT Nguyờn liu: Diatomit Phú Y n Bng 7: Thnh phn hoỏ hc ca DA Phú Y n Al2O Oxit SiO2 %KL 61,04 15,11 3 Fe3O4 Fe2O3 FeO 6,69 5,30 Ca O MgO K2 O Na2O MKN 1,25 0,42 0,743 0,61 0,159 12,99 MKN: Khi lng mt khi nung Hoỏ cht: c s dng cỏc hoỏ cht dng dung dch hoc tinh th do cỏc nc : Trung... quỏ trỡnh kt tinh v s to thnh zeolit xy ra trong pha phõn tỏn ca h V nguyờn tc cú th tng hp zeolit t nhng dung dch m c Vic tng hp bng h m c cho phộp gim kớch thc thit b hoc tng cụng sut thit b Tuy vy trong thc t cho thy vi nhng h quỏ m c thỡ kt tinh cng gim v vic khuy trn cng khú khn hn Hm lng nc thớch hp cho quỏ trỡnh kt tinh l 70 80% trng lng h phn ng * nh hng ca nhit : Nhit kt tinh cú nh hng... cú th kt lun l t l SiO 2/Al2O3 nm trong khong 5 ữ 7 thỡ kt tinh ca zeolit NaY l ti a Khi tng t l SiO2/Al2O3 > 7 thỡ kt tinh ca NaY gim Do ú, vi nguyờn liu DA Phỳ Y n cú t l SiO2/Al2O3 = 6,88 thỡ ta cú th tng hp ra Zeolit NaY m khụng cn phi phi thờm cỏc ngun Al v Si no khỏc iu ú rt cú ý ngha v mt kinh t Vy iu kin thớch hp tng hp zeolit NaY c tớnh theo t l mol: SiO : Al2O3 : Na2O : Co = 7 : 1 : 5 :... tớnh cht ca zeolit v hiu sut kt tinh S kt tinh tri ra trong khong nhit rng Song cỏc kt qu nghiờn cu trc y v c bit l trong cụng ngh ch to zeolit ngi ta thng kt tinh trong khong nhit 70 1000C v ỏp sut thng Nhit nh hng nhiu n kớch thc tinh th Tht vy, nu trn ln cỏc dung dch phn ng nhit gn nhit kt tinh thỡ kớch thc tinh th ln , 5 7àm ; cũn khi trn dung dch nhit phũng thỡ kớch thc 1 2àm Tinh th... 4g/20g nguyờn liu l hp lý cho quỏ trỡnh kt tinh zeolit NaY T bng 12 ta thy, khi hm lng kim tng thỡ CEC ca cỏc mu cng tng c bit l mu D9 cú CEC CEC ca mu chun iu ny c gii thớch l do hm lng kim cng ln thỡ kh nng ng th hoỏ ca dung dch chun b cho quỏ trỡnh kt tinh tng Do ú kh nng kt tinh to zeolit cng tng Tuy nhiờn khi tng hm lng kim thỡ chỳng ta gp vn khú khn giai on lc ra mu sau khi kt tinh, vỡ hm . thường được gọi là Si Hydroxyl trong Hydroxyl ngoµi 7,19 Å Si Al Hydroxyl trong Hydroxyl ngoµi 7,21 Å Si Mg, Fe 2+ 9,3 Å Si 14 Å 2:1 + 1 Si Al 9,6 Å Si khoáng tảo cát. Đ y là loại khoáng được. thành nguyên liệu rất rẻ. Do đó việc tổng hợp zeolit từ khoáng sét tự nhiên là một hướng nghiên cứu đã được các nhà khoa học quan tâm. Việc tổng hợp zeolit phụ thuộc vào rất nhiều y u tố nên. tới) hợp với mặt đơn tinh thể một góc θ. Trong trường hợp n y mặt đơn tinh thể trùng với một mặt mạng tinh thể có khoảng cách là d. Chùm tia X tương tác với các electron trong líp vỏ nguyên