Zeolit - rây phân tử và những khả năng ứng dụng thực tế đa dạng

More documents

Recommendations

Info

víi nh÷ng cation lín nhÊt. VÝ dô, Rb + (®−êng kÝnh 3,0 Å) sÏ chËm th©m nhËp vµo zeolit analcim, nh−ng Cs + (®−êng kÝnh 3,4 Å) th× kh«ng, cho thÊy r»ng analcim cã kÝch th−íc lç hiÖu dông ~3,2 Å, tøc lµ nhá h¬n kÝch th−íc cña ion Cs + . T−¬ng tù nh− vËy, ion tetrametyl amoni (®−êng kÝnh 6,9 Å) bÞ lo¹i ra khái clinoptilolit (kÝch th−íc cöa sæ 4,4 x 7,2 Å). Trong dung dÞch n−íc, çc cation th−êng ë d¹ng hydrat ho¸ Me(H 2 O) m+ . §−êng kÝnh ion hydrat ho¸ cña nh÷ng ion cã kÝch th−íc gÇn tíi h¹n ®Òu ®−îc so s¸nh víi çc kÝch th−íc cña çc cöa sæ cña nh÷ng lç lín nhÊt trong nh÷ng zeolit t−¬ng øng. Mét sè ion ®−îc trao ®æi ngay c khi ®−êng kÝnh ion hydrat ho¸ cña chóng lín h¬n nhiÒu so víi ®−êng kÝnh lç më. Qu¸ tr×nh trao ®æi çc ph©n tö dung m«i ch¾c xy ra ®èi víi çc ion nh− vËy, ®Ó khuÕch t¸n qua cöa më cña lç, cßn nh÷ng ion cã ®−êng kÝnh kh«ng hydrat ho¸ (®−êng kÝnh ion tinh thÓ) mµ qu¸ lín, th× hoµn toµn bÞ lo¹i ra. Nh÷ng ion cã ®−êng kÝnh kh«ng hydrat ho¸ ®ñ nhá, th× ®i vµo çc lç cã thÓ kh¸c nhau vÒ tèc ®é trao ®æi, v× kh¸c biÖt nhau vÒ n¨ng l−îng ho¹t ho¸ cÇn thiÕt ®Ó trao ®æi çc ph©n tö dung m«i. Ngoµi mét sè hiÖu øng l−íi ion, zeolit nãi chung cßn thÓ hiÖn ®é lùa chän cao ®èi víi trao ®æi ion gi÷a nh÷ng ion dÔ dµng th©m nhËp çc lç zeolit. VÝ dô, zeolit A cã ®é lùa chän lín ®èi víi Ca 2+ so víi Na + , kh¸c víi çc nhùa trao ®æi cation kiÓu axit m¹nh. HÖ sè lùa chän K Ca Na ®èi víi møc ®é trao ®æi thÊp (0-20%) lµ ≥ 130, dÇn dÇn gim xuèng ë møc ®é trao ®æi t¨ng lªn (vÝ dô, ~ 40 ë møc ®é trao ®æi 50%) so víi ~2,5-3,0 ®èi víi chÊt trao ®æi cation nhùa axit polystyrensulfonic. Dung lùîng trao ®æi ion cña chÊt trao ®æi ion zeolit lµ hµm sè cña tØ lÖ mol SiO 2 /Al 2 O 3 , v× mçi tø diÖn AlO 4 trong khung zeolit cã mét vÞ trÝ trao ®æi ion. Dung l−îng trao ®æi ion cßn phô thuéc vµo d¹ng cation. §é lùa chän trao ®æi ion vµ ti träng trªn zeolit phô thuéc vµo pH (H + lµ cation c¹nh tranh), nhiÖt ®é vµ ho¸ häc dung dÞch n−íc. Çc cation c¹nh tranh, lùa chän dung m«i, sù cã mÆt cña t¸c nh©n t¹o phøc, nång ®é dung dÞch vµ lo¹i anion cã mÆt cã thÓ lµm thay ®æi chÊt l−îng t¸ch b»ng trao ®æi ion (qua nh h−ëng cña nh÷ng biÕn sè ®ã lªn ho¹t tÝnh cña çc cation trong dung dÞch, còng gièng nh− ®èi víi nhùa trao ®æi ion). May m¾n lµ, v× ®é cøng ch¾c cña khung zeolit, çc nh h−ëng cña çc th«ng sè ®ã lªn qu¸ tr×nh trao ®æi ion nãi chung cña zeolit kh«ng qu¸ phøc t¹p vµ cã thÓ dù ®o¸n ®−îc dÔ dµng h¬n so 25
víi çc nhùa trao ®æi ion h÷u c¬, v× trong çc lo¹i nhùa ®ã, sù hÊp phô phøc t¹p vµ hiÖn t−îng tr−¬ng phång xy ra kÌm theo nh÷ng thay ®æi trong tÝnh chÊt trao ®æi ion cña chóng. Sù t¹o phøc cña cation cã thÓ lµm biÕn ®æi râ rÖt tÝnh chÊt trao ®æi ion. VÝ dô, trong zeolit A, ion Ag + trao ®æi rÊt thuËn lîi víi Na + , nh−ng Na + l¹i thÝch hîp h¬n so víi ion phøc Ag(NH 3 ) 2 + . Nh− vËy, viÖc t¸i sinh zeolit ®· trao ®æi ion cã thÓ ®−îc thùc hiÖn b»ng t¸c nh©n t¹o phøc trong dung dÞch t¸i sinh. Còng nh− vËy, thªm çc t¸c nh©n t¹o phøc cã thÓ cho phÐp zeolit t¸ch b»ng trao ®æi ion, trong khi kh«ng thÓ ®¹t ®−îc b»ng çc ph−¬ng ph¸p kh¸c. Dung l−îng trao ®æi ion hiÖu dông cña zeolit cã thÓ lµ lín nhÊt ë nhiÖt ®é cao, ®ã lµ do kh n¨ng chÊp nhËn çc ion lín ë nh÷ng nhiÖt ®é cao. Trong mét sè tr−êng hîp trao ®æi ion cã thÓ xy ra ë nhiÖt ®é cao h¬n, nh−ng mét phÇn kh«ng thuËn nghÞch ë nhiÖt ®é thÊp h¬n, ë ®ã çc ion lín kh«ng thÓ khuÕch t¸n qua çc lç nhá h¬n. 2. TÝnh chÊt hÊp phô cña zeolit HÊp phô là qu¸ tr×nh làm t¨ng nång ®é chÊt bÞ hÊp phô trªn bÒ mÆt chÊt hÊp phô. Zeolit là mét lo¹i chÊt hÊp phô cã bÒ mÆt ph¸t triÓn và hÖ thèng cöa sæ cøng ch¾c cã kÝch th−íc ph©n tö. V× bÒ mÆt trong cña zeolit ph¸t triÓn h¬n bÒ mÆt ngoµi nhiÒu lÇn, nªn hiÖn t−îng hÊp phô chñ yÕu xy ra trªn bÒ mÆt trong, tøc là çc ph©n tö bÞ hÊp phô phi ®i qua ®−îc cöa sæ cña zeolit. Nh÷ng ph©n tö cã kÝch th−íc nhá h¬n hay b»ng kÝch th−íc cöa sæ míi ®i vào ®−îc bÒ mÆt trong, cßn nh÷ng ph©n tö cã kÝch th−íc lín h¬n kÝch th−íc cöa sæ cña zeolit, th× bÞ ®Èy ra ngoài và kh«ng bÞ hÊp phô trªn zeolit. §ã lµ tÝnh chÊt hÊp phô chän läc cña zeolit r©y ph©n tö. HÊp phô chän läc là mét tÝnh chÊt ®Æc thï và cã nhiÒu øng dông cña zeolit. HÊp phô trªn zeolit là qu¸ tr×nh t−¬ng t¸c gi÷a ph©n tö bÞ hÊp phô vµ bÒ mÆt trong cña zeolit. Th«ng th−êng, trªn bÒ mÆt zeolit ®· hÊp phô n−íc và n−íc lÊp ®Çy khong kh«ng gian trèng bªn trong zeolit. Tr−íc khi sö dông zeolit ®Ó hÊp phô çc ph©n tö kh¸c, phi tiÕn hành lo¹i çc ph©n tö n−íc ®ã ra khái zeolit, tøc là thùc hiÖn qu¸ tr×nh dehydrat ho¸, th−êng lµ b»ng çch n©ng nhiÖt ®é, cã thÓ kÕt hîp víi xö lý ch©n kh«ng. L−îng chÊt bÞ hÊp phô trªn zeolit phô thuéc vào nhiÖt ®é, ¸p suÊt, bn chÊt cña chÊt bÞ hÊp phô và bn chÊt cña zeolit. 26
Page 1 and 2: zeolit - r©y ph©n tö vµ nh÷ng
Page 3 and 4: qun ph¸t triÓn víi çc cöa sæ
Page 5 and 6: uilding unit). Çc ®¬n vÞ cÊu
Page 7 and 8: Nh− trªn ®· nãi, trong thµnh
Page 9 and 10: Zeolit ZSM-5 M¹ng l−íi kh«ng g
Page 11 and 12: thøc chung cña clinoptilolit lµ
Page 13 and 14: 2. Tæng hîp mét sè zeolit th«n
Page 15 and 16: SiO 2 /Al 2 O 3 = 43; OH - /SiO 2 =
Page 17 and 18: t¸ch dung dÞch n−íc çi vµ r
Page 19 and 20: Dung dÞch ®Ëm ®Æc silicat natr
Page 21 and 22: nhê sö dông kiÒm cã trong dung
Page 23: liªn kÕt Al-O. Qu¸ tr×nh t¸ch
Page 27 and 28: dông thÈm thÊu, kh«ng gièng nh
Page 29 and 30: Cöa sæ ®i vào hèc sodalit cña
Page 31 and 32: Bn th©n zeolit kh«ng ®éc, cã t
Page 33 and 34: nhiÖt ®é (TPD-NH 3 ). H×nh nh
Page 35 and 36: - Phản ứng đồng phân hoá o
Page 37 and 38: Phn øng ®ång ph©n ho¸ xylen ®
Page 39 and 40: çc nhµ khoa häc. Nh−ng ®©y
Page 41 and 42: ph¸ ban ®Çu, tõ ®ã tiÕn dÇn
Page 43 and 44: phi tiÕn hành làm khan n−íc
Page 45 and 46: 6. øng dông zeolit trong trong ph
Page 47 and 48: ho¸ häc, tèc ®é rß rØ thÊp
Page 49 and 50: 5. øng dông zeolit ®Ó khö mïi
Page 51 and 52: Thay thÕ çc hîp chÊt NKP cho m
Page 53 and 54: tr×nh ®ã, zeolit còng hÊp phô
Page 55 and 56: 9. HiÖu qu ®èi víi bÖnh ung th
Page 57 and 58: tr×nh ®é hiÓu biÕt vµ kinh ng
Page 59: Môc lôc Trang I. vµi nÐt vÒ l

Zeolit - rây phân tử và những khả năng ứng dụng thực tế đa dạng

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?