Post Modifikasi Struktur Mineral Zeolit

Kation ekstra-kerangka yang terdapat pada zeolit, mereka terhidrasi dan juga mudah untuk dilakukan penukaran ion. Hal ini membuat zeolit ​​aplikasi penting sebagai, misalnya, pembangun (builder) deterjen untuk pelunakan (softener) air atau dalam penghapusan kation Cs+ radioaktif dari limbah radioaktif tingkat rendah. Molekul air dapat dihilangkan dan diserap kembali, seperti halnya molekul adsorbat lainnya, sehingga menimbulkan aplikasi penting zeolit ​​sebagai sorben dan katalis.

Selain itu, zeolit ​​​​dapat bertindak sebagai inang untuk berbagai bentuk kimia keadaan padat intra-zeolit, di mana fungsi utamanya adalah sebagai inang yang stabil dan tertata dengan baik. Pada bagian ini kami mempertimbangkan efek pada struktur zeolit ​​dari pemanasan dan penerapan tekanan, dan juga modifikasi komposisi kerangka dengan reaksi pada suhu tinggi dengan adanya uap dan amonia.

Tentang Pertukaran Kation Zeolit

Sifat pertukaran kation zeolit ​​sangat penting, dan sangat bervariasi dari satu struktur ke struktur berikutnya, baik dalam hal selektivitas dan tingkat pertukaran ion karena efek struktur yang kuat pada pertukaran kation, dan sebaliknya.

Untuk banyak zeolit ​​silika rendah, pertukaran ion lengkap dimungkinkan (misalnya dengan zeolit ​​A, X, chabazite, Rho), sedangkan untuk beberapa, seperti zeolit ​​L, dimungkinkan untuk menukar kation kerangka ekstra di saluran utama tetapi tidak pada saluran utama. diadakan di dalam kandang cancrinite.

Untuk zeolit ​​fleksibel, pertukaran ion dapat menyebabkan efek struktural. Pada pertukaran ion dengan K+, Rb+ dan Cs+, misalnya, zeolit ​​Na-natrolit ditemukan menunjukkan ekspansi volume, 16 dan 18%, yang terbesar diamati untuk zeolit.

Ini muncul melalui fleksibilitas hubungan antara rantai natrolit, sehingga sudut TÔT yang menghubungkan berubah dari 176º menjadi 130º dan penampang saluran berubah dari sangat elips menjadi hampir melingkar karena kation natrium terhidrasi digantikan oleh kation cesium terhidrasi yang lebih besar.

Dalam Al zeolit ​​P maksimum, ditemukan bahwa penggantian natrium dengan kalsium menyebabkan perubahan struktural yang sangat penting secara termodinamika sehingga ada celah miscibility dalam larutan padat Na-Ca MAP, sehingga untuk sebagian besar rentang komposisi dua fase yang berbeda.

Respon Struktural Terhadap Peningkatan Suhu, Tekanan, Dan Adsorpsi

Respon zeolit ​​as-prepared terhadap peningkatan suhu tergantung pada apakah zeolit ​​tersebut mengandung kation anorganik atau organik. Untuk yang hanya mengandung kation anorganik (termasuk zeolit ​​alam) pemanasan mengakibatkan hilangnya air zeolit ​​dengan efek resultan pada lokasi kation dan posisi atom kerangka, sedangkan untuk yang mengandung molekul organik pemanasan (biasanya di udara atau O2) menghasilkan dekomposisi dan pembakaran bahan organik.

Jika bahan organiknya adalah kation, dan memenuhi peran penyeimbang muatan, kalsinasi menghasilkan preparasi bentuk-H dari zeolit. Bentuk zeolit ​​yang ditukar ion juga menunjukkan dehidrasi reversibel pada pemanasan, kecuali untuk bentuk amonium, yang membebaskan amonia pada pemanasan sekitar 300 – 400 C untuk meninggalkan bentuk H, bersama dengan kesepakatan kerangka kerja, mekanisme dan konsekuensi strukturalnya adalah dijelaskan pada bagian berikut.

Selain menyebabkan dehidrasi, deamoniasi, dan template Selain transformasi yang diaktifkan secara termal ini yang terjadi dengan meningkatnya suhu, gerakan termal kerangka dan atom kerangka ekstra meningkat. Ini mengarah pada fenomena ekspansif termal negatif yang diamati secara umum, misalnya karena getaran transversal atom oksigen menyebabkan panjang ikatan T-O-T rata-rata waktu yang lebih pendek.

Beberapa struktur zeolitik mengalami transisi fase perpindahan (dan karenanya reversibel) pada kenaikan suhu, karena simetri meningkat sebagai akibat dari getaran kerangka ini: silikalit-1 berubah dari monoklinik (24 T-situs) menjadi ortorombik (12 T-situs), untuk contoh.

Akhirnya, pada suhu tinggi yang bervariasi dengan jenis kerangka dan komposisi keseluruhan, kristalinitas hilang. Peran struktural dehidrasi adalah untuk mengurangi koordinasi kation, yang kemudian bergerak untuk mencapai koordinasi yang lebih baik oleh atom oksigen kerangka dan dengan demikian menurunkan energi keseluruhan. Dalam kerangka kaku, ini menghasilkan migrasi kation baik lebih dekat ke kerangka atom oksigen atau ke situs kation yang berbeda.

Yang terakhir diamati pada pemanasan Ni-Y, di mana kation Ni2+ bermigrasi dari situs SII di kandang sodalite ke situs SI D6R untuk mencapai koordinasi yang lebih baik. Ada banyak contoh seperti itu dari jenis perilaku ini.

Dalam zeolit ​​kalium L yang sebagian dipertukarkan dengan kation lantanida, misalnya, kami telah mengamati migrasi ion lantanida dari saluran utama ke sisi di kantong samping saat dehidrasi, diikuti oleh migrasi suhu tinggi (700 C) ke kandang kankrinit, di mana mereka menggantikan kation K+.

Hal ini membutuhkan gerakan La3+ (radius ca. 1,2 ) dan K+ (1,5 ) melalui 6MR yang sangat non-planar dari sangkar cancrinite yang menunjukkan getaran kerangka yang kuat atau pemutusan ikatan terjadi dalam kondisi ini.

Fleksibilitas kerangka zeolit ​​selanjutnya diilustrasikan oleh struktur yang menunjukkan perubahan nyata dalam geometri kerangka dan simetri untuk mencapai koordinasi kation yang lebih baik ketika kehilangan air hidrasinya. 

Dalam bentuk kalium natrolit, misalnya (diwakili di sini untuk kalium gallosilikat PST-1), penghilangan air hasil hidrasi dalam jenis rotasi dan puntiran rantai 4-1 yang sama yang diamati pada pertukaran ion kation logam alkali terhidrasi dari berbagai ukuran menjadi natrolit yang disebutkan sebelumnya, dalam hal ini mengurangi ukuran bukaan 8MR dan meningkatkan koordinasi kation.

Pengaruh suhu dan dehidrasi bentuk kationik dari zeolit ​​fleksibel Rho juga dipelajari dengan baik. Kerangka Cs,Na-Rho terhidrasi yang telah disiapkan memiliki simetri Im-3m pada suhu kamar, seperti halnya bentuk-H Rho pada suhu ini. Setelah pendinginan, kerangka mendistorsi ke simetri I-43m, menunjukkan ini adalah bentuk energi terendah.

Jenis lain dari perilaku kerangka ditunjukkan oleh bentuk Cd2+-terhidrasi dari zeolit ​​Rho pada dehidrasi. Dalam keadaan terhidrasi, ion Cd2+ terhidrasi menempati situs 8MR yang terdistorsi dalam struktur I43m asentrik, di mana mereka juga mencapai koordinasi dengan molekul air di kandang-, tetapi pada dehidrasi pada suhu tinggi kation-kation ini pindah ke kandang-α, di mana mereka menemukan koordinasi yang lebih baik di situs 6MR68.

Jika, sebagai pengganti penghilangan air dengan pemanasan, zeolit ​​diletakkan di bawah tekanan tinggi (~ 1 GPa) oleh media yang mengandung air, maka perubahan struktural reversibel dan ireversibel dapat terjadi. Untuk natrium aluminosilikat natrolit, misalnya, hasil hidrasi reversibel awalnya dalam ekspansi volume sebagai molekul air yang diambil oleh struktur, sedangkan dalam hasil hidrasi ireversibel natrium gallosilikat natrolit dalam penataan ulang yang signifikan dari kerangka kation ekstra.

Banyak contoh yang diketahui di mana migrasi kation dan gerakan kerangka dihasilkan dari adsorpsi molekul selain air, dan pada rentang suhu dan tekanan yang luas. Natrolit berpori kecil yang fleksibel, misalnya, terbuka untuk mengambil CO2 pada 110oC pada 1,5 GPa CO2,7.

Modifikasi Komposisi Kerangka

Keasaman zeolit ​​​​yang kuat, bersama dengan struktur regulernya, bertanggung jawab atas penggunaannya secara luas sebagai katalis. Keasaman berasal dari situs asam Brønsted, hidroksil penghubung, serta spesies aluminium kerangka ekstra asam Lewis.

Pembuatan zeolit ​​dengan kedua jenis situs asam dimungkinkan dengan deamonisasi zeolit ​​penukar amonium. Selain mengakibatkan hilangnya amonia dan preparasi bentuk proton, proses ini juga mengakibatkan hilangnya kerangka aluminium, yang mudah diamati oleh keadaan padat 29Si dan 27Al MAS NMR (Magic-Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance).

Untuk zeolit ​​dengan kandungan Al yang tinggi, hal ini biasanya mengakibatkan hilangnya struktur. Untuk beberapa di antaranya, dengan rasio Si/Al menengah, bentuk H yang dihasilkan oleh proses ini dapat distabilkan dengan deamonisasi di bawah kondisi 'kalsinasi dasar', atau dengan pemanasan di bawah tekanan uap H2O yang tinggi, atau 'penguapan'.

Di bawah kondisi ini, adalah mungkin bagi Si untuk bermigrasi untuk mengisi beberapa kekosongan dan rasio kerangka Si/Al ditingkatkan sementara struktur kristal dipertahankan. Migrasi silikon ini menghasilkan pengembangan mesoporositas sekunder, yang meningkatkan difusi molekuler dalam bahan-bahan ini.

Pendekatan ini dapat diterapkan pada banyak zeolit, termasuk yang paling penting zeolit ​​Y, di mana Y ultrastabilisasi yang disiapkan dengan cara ini cukup stabil untuk menahan kondisi ekstrim katalisis dan regenerasi yang ditemukan pada cracker katalitik unggun terfluidisasi. Spektrum NMR yang diamati selama proses yang sama yang terjadi selama pengukusan zeolit ​​Rho.

Rincian mekanisme dealuminasi telah diselidiki secara luas, terutama oleh NMR solid state. Spektroskopi pada sampel yang dibiarkan terhidrasi setelah pemanasan mengungkapkan adanya setidaknya tiga jenis spesies Al dalam zeolit ​​terdealuminasi selain kerangka tetrahedral Al.

Ini ditunjukkan dalam spektrum Rho terdealuminasi. Spektrum yang sangat mirip telah diamati untuk zeolit ​​Y terdealuminasi. Sinyal Al ekstra dapat dikaitkan dengan Al oktahedral (mungkin 2 sinyal), Al terkoordinasi lima kali lipat dan spesies Al ekstra-kerangka tetrahedral (EFAL) yang tidak memiliki simetri tinggi dari yang ada di dalam situs kerangka kerja dan memberikan sinyal yang luas.

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.