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.

Distributor Zeolit Untuk Berbagai Aplikasi dan Industri

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.