3 Reaksi HOZ (Hierarchically Organized Zeolite)
Di luar sana, memang pembahasan tentang HOZ (hierarchically organized zeolite) termasuk reaksinya ada cukup banyak. Bahkan, jumlah karya ilmiah juga beragam. Artikel ini tidak dimaksudkan untuk memberikan tinjauan komprehensif atas semua karya yang diterbitkan di bidang HOZ, kami memutuskan untuk membahas contoh yang dipilih dengan cermat untuk menekankan poin-poin tertentu.
Reaksi Fase Gas
Zeolit hierarkis paling sering diuji dalam konversi
metanol menjadi hidrokarbon, yaitu, etilena dan propilena (MTO, MTP), bensin
(MTG), atau aromatik (MTA). Reaksinya kompleks dan menghasilkan pembentukan
campuran produk dalam urutan dimetileter (DME), olefin ringan, n/iso-parafin,
olefin yang lebih tinggi, aromatik dan naptan, dan kokas tergantung pada waktu
aliran dan katalis yang digunakan.
Zeolit konvensional dengan cepat dinonaktifkan karena
pembentukan kokas dan, dengan demikian, zeolit hierarkis telah diuji untuk
menekan penonaktifan katalis dengan kokas. Hampir semua katalis yang dilaporkan
sejauh ini berbasis zeolit dengan MFI (ZSM-5) atau TON (ZSM-22).
Dalam kebanyakan kasus, masa pakai katalis diperpanjang
dibandingkan dengan bahan induk, bila dibandingkan dengan yang hierarkis
terlepas dari metode preparasinya. Selain itu, pembentukan produk yang lebih
besar seperti propilena, bensin atau aromatik lebih disukai daripada etilen.
Jika zeolit berpori makro diuji, masa pakai katalis jelas
meningkat dengan diameter pori makro. Selain itu, kandungan kokas dari kedua
katalis, hierarki dan LKM induk, hampir sama (≈7 berat), sedangkan laju kokas
berbeda secara signifikan mungkin karena penghilangan prekursor kokas yang
lebih baik.
Cracking (dan isomerisasi) dari hidrokarbon linier yang
lebih besar seperti n-heksana, n-dekana, n-dodekana, serta produk yang lebih
kompleks seperti nafta ringan, minyak pirolisis, diesel hijau dan distilat
menengah, polietilen, dan minyak jelantah adalah dieksplorasi.
Seringkali, aktivitas yang diamati dan masa pakai katalis
ditingkatkan, sementara pembentukan kokas ditekan karena difusi produk yang
lebih cepat. Selama hidrosiomerisasi hidrokarbon linier dengan 7–16 atom C,
selektivitas terhadap senyawa bercabang banyak ditingkatkan jika dibandingkan
dengan zeolit induk murni mikropori.
Perengkahan aromatik besar seperti naftalena dan
1,3,5-triisopropilbenzena sebagian besar diuji pada zeolit tipe FAU hierarkis
yang menunjukkan aktivitas yang ditingkatkan secara moderat dibandingkan dengan
zeolit induk.
Reaksi Fase Cair
Penggunaan zeolit dalam reaksi fase cair seperti alkilasi
Friedel-Crafts dari arena (misalnya, benzena, toluena, atau mesitylene dengan
benzil alkohol atau klorida) terhambat oleh ukuran pori yang kecil, yang
mengakibatkan penonaktifan cepat dari katalis dan pembentukan kokas sebagai
konsekuensi dari pembentukan produk (samping) yang besar.
Penghapusan mereka dari pori-pori zeolit terhambat, dan,
dengan demikian, karena peningkatan waktu tinggal di pori-pori, mereka
mengalami beberapa reaksi samping (yaitu isomerisasi, polialkilasi,
transalkilasi, dan polimerisasi) yang 1) menurunkan selektivitas terhadap
produk yang diinginkan dan 2) menghasilkan pembentukan prekursor kokas. Katalis
berbasis zeolit hirarki terutama dirancang untuk memfasilitasi penghapusan
produk dari pori-pori katalis untuk mencegah reaksi berturut-turut dan
pembentukan kokas.
Makalah awal oleh Christensen et al. menekankan manfaat
zeolit hierarkis bahkan jika reaktannya agak kecil seperti benzena dan olefin
kecil seperti etilen atau propilena. Berdasarkan pemahaman Belussi et al. bahwa
aktivitas katalitik dalam alkilasi benzena dengan etilena dari zeolit berpori
mikro dibatasi oleh difusi intrapartikel, sebagaimana dibuktikan oleh penurunan
aktivitas dengan meningkatnya ukuran partikel, hierarki ZSM-5 diuji.
Ditemukan peningkatan konversi serta penurunan energi aktivasi.
Selain itu, selektivitas terhadap etilbenzena meningkat hingga 10% tergantung
pada kondisi reaksi, yang dianggap berasal dari penghilangan cepatnya oleh
aliran produk sehingga mencegah alkilasi lebih lanjut.
Peningkatan Biomassa
Aplikasi potensial lain dari zeolit berstruktur meso
termasuk pirolisis katalitik biomassa, dan reaksi lain dalam konteks ini
seperti isomerisasi asam lemak, dehidrasi gliserol menjadi akrolein,
isomerisasi glukosa dan -pinena.
Zeolit hierarkis dengan MFI dan FAU dianggap sebagai
katalis yang menjanjikan untuk pirolisis biomassa lignoselulosa. Karena
keasamannya yang dapat diatur, ukuran porinya yang besar, luas permukaan luar
yang tersedia, dan kinerja difusi yang ditingkatkan untuk molekul besar,
katalis ini mengungkapkan peningkatan aktivitas katalitik, penonaktifan yang
lebih lambat, waktu retensi yang lebih pendek untuk molekul produk, serta
prekursor kokas. Berbagai bahan baku termasuk (hemi)selulosa, lignoselulosa,
dan lignin telah diubah menjadi bio-minyak yang dapat ditingkatkan lebih lanjut
dalam proses penyulingan.
Isomerisasi
kerangka fase cair dari asam lemak seperti asam oleat di atas zeolit berpori
sedang seperti FER hierarkis, zeolit beranggota 10, telah mengungkapkan
manfaat dari mesoporositas tambahan, yang menghasilkan peningkatan konversi
meskipun jumlah situs asam yang sama.
Namun,
peningkatan lebih lanjut dalam mesoporositas memiliki efek negatif pada
aktivitas katalitik karena berkurangnya konsentrasi situs asam yang dapat
diakses. Dehidrasi gliserol, yang diproduksi sebagai produk sampingan dalam
pembentukan biodiesel, menyediakan rute berkelanjutan untuk produksi akrolein
dari sumber daya terbarukan.
Zeolit
hierarkis telah dilaporkan bermanfaat dalam reaksi ini yang menampilkan
aktivitas tinggi, masa pakai lebih lama, dan selektivitas yang lebih baik
dibandingkan dengan zeolit konvensional. Sekali lagi, pembentukan kokas di
pori-pori mikro ditekan karena penghilangan cepat prekursor kokas. Dalam
valorisasi -pinene, yang merupakan intermediet biomassa penting yang berasal
dari minyak terpentin, zeolit yang tersusun secara hierarki memiliki potensi
aplikasi yang khas.
Mazzite
hierarkis, USY, ZSM-5, dan zeolit beta yang disiapkan dengan perlakuan alkali
menghasilkan aktivitas keseluruhan yang lebih tinggi sebagai konsekuensi dari
luas permukaan eksternal yang lebih berfungsi, yang menghasilkan konversi
pinene hingga empat kali lebih tinggi per nanometer persegi. Efisiensi zeolit
USY hirarki juga ditunjukkan dalam konversi minyak limonene dan terpentin,
yang menekankan potensi industrinya.
Konversi
d-glukosa menjadi d-fruktosa merupakan transformasi penting dalam industri
makanan untuk memproduksi sirup jagung fruktosa tinggi. Antara lain, beta yang
mengandung timah telah dilaporkan sebagai katalis isomerisasi padat yang
efektif. Pengenalan logam alkali dan alkali tanah ke dalam zeolit MFI
diikuti dengan desilikasi menghasilkan peningkatan kinerja katalitik, yaitu,
selektivitas fruktosa yang lebih tinggi pada konversi yang sama, sehubungan
dengan katalis induk.
Berdasarkan
contoh-contoh yang dijelaskan di atas, diharapkan pengembangan katalis zeolit
masa depan diarahkan pada peningkatan produk turunan biomassa. Akhirnya,
zeolit hierarkis dieksplorasi sebagai dukungan baru untuk enzim dalam
biokatalisis. Zeolit terdesilikat dan lembaran nano zeolit dieksplorasi
sebagai inang untuk imobilisasi enzim lipase.
Struktur
hierarki memungkinkan penahan kovalen enzim dan ikatan silang dengan
glutardealdyde untuk mendapatkan biokatalis stabil dan aktif dengan situs aktif
tambahan dalam mikropori zeolit yang memungkinkan untuk desain reaksi tandem
menggunakan katalisis bio dan kimia.
Pada skala
teknis, katalis zeolit konvensional termasuk Y ultra-stabil terdealuminasi,
USY, dan mordenit terdealuminasi, yang mengandung pori mikro dan mesopori,
masih paling banyak digunakan untuk perengkahan katalitik cair (FCC) dan Mobil
Badger proses sebagai bagian dari produksi cumene, masing-masing, karena
efisiensi, stabilitas, dan efektivitas biaya.
Meskipun
katalis zeolit konvensional telah digunakan dalam berbagai industri
penyulingan minyak bumi, petrokimia, dan kimia organik, aplikasi hierarki
katalis zeolit saat ini sedang mengalami perkembangan pesat untuk memperluas
ruang lingkup relevansi industrinya.
Untuk
mengevaluasi potensi teknisnya, zeolit hierarkis tipe MFI telah disiapkan
dalam skala besar melalui proses desilikasi, dibentuk menjadi ekstrudat
menggunakan berbagai pengikat, dicirikan oleh berbagai teknik fisika-kimia, dan
berhasil diuji sebagai katalis untuk metanol menjadi hidrokarbon (MTH) reaksi.
Selain itu,
keberhasilan yang signifikan telah ditunjukkan dalam sintesis zeolit Y
berstruktur meso melalui proses templating surfaktan dalam skala industri dan
diuji sebagai katalis FCC di kilang, menunjukkan stabilitas hidrotermal yang
sangat baik dan selektivitas perengkahan katalitik.
Korelasi
kinerja katalitik yang diamati (terutama dalam reaksi yang dikatalisis asam)
dengan parameter tekstur seperti permukaan spesifik dan ukuran pori sedang
dicoba, tetapi tidak langsung.
Penting
juga untuk mempertimbangkan densitas dan kekuatan situs aktif (asam) yang
mungkin berubah tergantung pada jalur persiapan zeolit hierarkis, bahkan
ketika analisis tekstur memberikan karakteristik yang hampir serupa.
Selain itu,
lokasi situs aktif juga penting; kita harus membedakan antara situs di fraksi
mikropori dan situs permukaan pori-pori tambahan atau permukaan luar.
Meskipun
sejumlah efek positif pada penerapan hierarki zeolit dalam katalisis industri
telah dilaporkan, aplikasi praktisnya masih terbatas karena persiapannya yang
lebih mahal (multi-langkah) dibandingkan dengan zeolit konvensional.
Prosedur
sintesis berbiaya rendah yang inovatif diperlukan untuk menghasilkan zeolit
hierarkis yang kompetitif dengan sifat katalitik yang lebih baik. Selain itu,
banyak pekerjaan penelitian dikhususkan reaksi katalis asam, namun, lebih
sedikit pekerjaan telah dilakukan di bidang katalisis basa dan oksidasi.
Jika Anda adalah perusahaan yang membutuhkan zeolit untuk
pengolahan berbagai produk Anda, kami siap membantu. Ady Water jual zeolit
untuk filter air jenis batu, pasir, dan tepung. Kemasan zeolit per karung 20
kilogram dan eceran 4 kilogram.
Kami juga sudah suplai zeolit ke industri food and beverage,
berbagai BUMN, kebutuhan softener (Pelunak Air / Pengurang Kesadahan Air) rumah
tangga. Semua produk kami ready stock. Selain itu, kami juga dapat memberikan
suplai hingga puluhan ton secara rutin per bulan atau sesuai dengan kebutuhan
Anda.
Untuk informasi lebih lanjut bisa hubungi kami di;
Pusat Zeolit Unggulan Ady Water Bandung
Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum,
Bandung 40194
Zeolit Filtrasi Air Jakarta
Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas,
Jakarta Timur 13830
Zeolit Untuk Air Bersih Jakarta Barat
Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal
Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480
Atau Anda juga bisa
langsung kontak sales kami secara langsung baik via phone maupun WhatsApp:
• 0821 2742
4060 (Ghani)
• 0812 2165
4304 (Yanuar)
• 0821 2742
3050 (Rusmana)
• 0821 4000
2080 (Fajri)
• 0812 2445
1004 (Kartiko)
• 0812 1121
7411 (Andri)
Untuk Anda yang membutuhkan zeolit baik untuk kebutuhan
pengolahan air rumah tangga maupun industri termasuk bagi Anda yang menjalankan
bisnis pengolahan air, silahkan kontak kami segera.
Jika Anda memiliki pertanyaan seputar zeolit, silahkan
kontak kami untuk diskusi lebih lanjut dan temukan produk zeolit sesuai
kebutuhan. Kami di Ady Water menawarkan zeolit terbaik untuk berbagai aplikasi.
Silahkan datang ke kantor kami atau kontak sales kami di nomor di atas. Terima
kasih.
Komentar
Posting Komentar