Proses Mensintesis Zeolit ​​Molecular Sieve Berpori Ekstra Besar

Pada tahun 1974, peneliti bernama Breck, telah menyatakan bahwa jarang dalam masyarakat dan teknologi kita yang menemukan kelas baru bahan anorganik, menghasilkan minat ilmiah luas dan pengembangan aplikasi kaleidoskopik seperti yang terjadi dengan saringan molekuler zeolit. 

Ucapan tersebut disampaikan 30 tahun lalu setelah pengenalan komersial zeolit ​​​​sintetis (molecular sieve) . Menariknya, saat ini variasi aplikasi dan jenis zeolit ​​yang tersedia terus meningkat.

Zeolit Molecular Sieve dengan Pori Besar

Zeolit ​​sudah terbukti secara ilmiah dalam berbagai aplikasi yang didorong oleh lingkungan dan kebutuhan masyarakat. Oleh karena itu, zeolit digunakan sebagai penukar ion bebas fosfat untuk pelunakan air, deterjen dan sebagai produksi penambah oktan bebas timah untuk bensin.

Tidak hanya itu, zeolit ​​juga terkenal digunakan sebagai penghilang amonia dan amonium dalam air, serta penghilangan logam berat lainnya dalam air limbah karena memiliki kemampuan sebagai penukar ion. Saat ini, zeolit ​​termasuk zeolite molecular sieve sedang dipertimbangkan untuk berbagai jasa lingkungan yang penting.

Sintesis zeolit ​(molecular sieve) ​berpori ekstra besar (pori-pori dengan lebih dari 12 atom T) sangat diinginkan dalam katalisis karena aplikasi potensialnya dalam reaktivitas molekul besar. Penggunaan OSDA (Organic Structure Directing Agent) yang relatif besar dan kaku dianggap sebagai strategi yang memadai untuk mensintesis zeolit ​​berpori ekstra besar.

Mengikuti metodologi ini, beberapa zeolit ​​pori ekstra besar dengan bukaan 14 cincin disintesis (UTD-1, CIT-5, SSZ-53, SSZ-59). Namun, pencapaian utama dalam sintesis saringan molekuler berpori ekstra besar telah dicapai dengan pengenalan Ge dalam gel sintesis.

Tujuan penting lainnya dalam sintesis zeolit ​​​​adalah desain padatan kiral yang dapat melakukan pemisahan dan katalisis enantioselektif. Diyakini bahwa untuk mensintesis kiral zeolit, OSDA kiral harus digunakan. Idenya adalah untuk mengirimkan geometri dan kiral molekul organik ke kerangka anorganik, menciptakan model "templat" yang sebenarnya.

Kemudian, OSDA kiral yang kaku dan besar harus dirancang untuk mengarahkan pembentukan zeolit ​​kiral. Namun, hingga saat ini, "templat" sejati yang mampu mentransmisikan kiralnya ke kerangka belum ditemukan. Kasus yang sangat menarik adalah zeolit ​​Beta. Saringan molekuler ini dibentuk oleh intergrowth dari dua polimorf, A dan B, dengan pengayaan masing-masing 55% dan 45%.

Polimorf A memiliki pori heliks sepanjang sumbu c. Sejak ditemukannya struktur Beta zeolit, pencapaian polimorf A murni menjadi salah satu tantangan utama dalam sintesis zeolit. Bersama dengan polimorf A dan B, diusulkan polimorf ketiga, C yang mengandung volume rongga lebih besar dari yang lain.

Baru-baru ini, preparasi polimorf B dan polimorf C yang hampir murni dengan menggunakan kiral OSDA yang sama pada waktu yang berbeda kondisi sintesis telah diteliti.

Kemudian, kombinasi ukuran yang memadai untuk mengarahkan kristalisasi berbagai polimorf Beta zeolit ​​​​dan kiralitasnya akan memberikan OSDA ini (atau molekul terkait) karakteristik yang memadai untuk menjadi kandidat yang baik untuk "mencetak" polimorf A yang diinginkan dari zeolit ​​Beta. dalam kondisi sintesis tertentu.

Selain itu, saringan molekuler baru (ITQ-37) telah dijelaskan dalam beberapa tahun terakhir menunjukkan kerangka kiral ekstra besar. Untuk persiapan zeolit ​​ini, molekul organik dengan empat pusat kiral telah digunakan. Namun, dalam kasus ini, saluran heliks yang sangat besar dicapai dengan adanya cacat konektivitas dalam struktur, dan oleh karena itu "efek template organik yang sebenarnya" tidak dapat diklaim.

Ini hanya dua contoh dalam penyelidikan terhadap desain saringan molekul kiral. Para ilmuwan harus meningkatkan upaya dalam persiapan jenis padatan ini dengan potensi dampak yang sangat besar di berbagai bidang, seperti kimia, farmasi, dan biologi.

OSDA Pembakaran Bebas: Konsep Daur Ulang Yang Diterapkan Pada Sintesis Zeolit

​​Seperti yang telah dijelaskan, penggunaan OSDA dalam sintesis zeolit ​​memberikan beberapa manfaat, seperti mengontrol bentuk dan ukuran pori-pori dan rongga, atau distribusi aluminium dalam kerangka . Namun, penghapusan kandungan organik dalam padatan akhir biasanya membutuhkan pembakaran suhu tinggi yang menghancurkan komponen berbiaya tinggi ini.

Pengembangan metodologi baru untuk menghindari penghancuran komponen yang paling mahal dalam pembuatan zeolit ​​diperlukan. Dalam hal ini, peneliti telah merancang pendekatan yang sangat cerdas, menciptakan OSDA yang dapat dibongkar di pori zeolit ​​setelah kristalisasi, dan dapat digunakan kembali dengan perakitan ulang.

Ketal siklik dipilih sebagai OSDA, karena tetap stabil pada kondisi sintesis zeolit ​​(pH tinggi), dan dapat dibelah pada pH rendah, di mana zeolit ​​tidak hancur. Beberapa zeolit ​​telah berhasil disintesis dengan metodologi ini, seperti ZSM-5, ZSM-11, dan ZSM-12.

Agen Pengarah Struktur

Seperti yang telah disebutkan, sintesis zeolit ​​berpori besar membutuhkan penggunaan OSDA yang besar. Kadang-kadang, proses kristalisasi tidak dapat secara energetik menguntungkan karena selama nukleasi, OSDA perlu merakit TO4 dalam jumlah besar.

Dalam hal ini, desain rasional zeolit ​​​​dengan menggunakan kombinasi molekul organik kecil dengan OSDA yang lebih besar akan memungkinkan terciptanya efek pengarahan struktur kooperatif, di mana setiap jenis molekul organik akan menunjukkan tugas yang tepat. Kation kecil bisa mengarahkan pembentukan kandang kecil, dan OSDA massal bisa merakit struktur akhir.

Mengikuti teknologi ini, sintesis zeolit ​​FER telah dilaporkan oleh Perez-Pariente et al. dalam serangkaian makalah yang sangat bagus. Menariknya, mereka telah menunjukkan bahwa tergantung pada kombinasi molekul organik, distribusi situs asam dalam struktur dapat diisi antara sangkar feririt yang dapat diakses melalui jendela 8-cincin dan saluran 10 cincin.

Korelasi yang sangat baik antara aksesibilitas situs asam dan aktivitas katalitik telah dicapai dalam reaksi isomerisasi m-xilena dan konversi n-butena. Korelasi menarik yang sama telah diamati untuk karbonilasi suhu rendah dimetil eter (DME) dengan karbon monoksida (CO).

OSDA Turunan Fosfor

Berbagai macam garam amonium kuaterner telah digunakan sebagai OSDA.41,63,64 Namun, molekul-molekul tersebut dapat mengalami reaksi degradasi Hoffman pada pH dan suhu tinggi.

Sebagai konsep baru, penggunaan kation tetraalkilfosfonium telah diperkenalkan dalam sintesis zeolit ​​dalam beberapa tahun terakhir. Senyawa tersebut lebih stabil secara termal daripada molekul tetralkylammonium, dan memungkinkan penggunaannya dalam kondisi preparasi yang lebih parah. Akibatnya, tiga struktur zeolit ​​baru telah ditemukan dengan menggunakan kation fosfonium, ITQ-27,65 ITQ-34,66 dan ITQ-40,67

Kemajuan lain yang menarik dalam desain OSDA telah diperkenalkan oleh penggunaan turunan fosfazen. Mereka dapat disintesis oleh blok yang mirip dengan Lego, dengan berbagai macam substituen, menciptakan opsi sintesis yang hampir tidak terbatas.

Selain itu, phosphazenes dapat memobilisasi silika, dan juga memiliki polaritas dan stabilitas yang memadai. Kebasaan mereka yang sangat besar memungkinkan fosfazen bereaksi dengan air, membentuk hidroksida yang sesuai. Zeolit ​​​​boggsite telah disintesis untuk pertama kalinya dengan menggunakan metodologi ini. Bahan ini menunjukkan struktur yang sesuai untuk reaksi alkilasi aromatik, berkat kombinasi saluran 12 dan 10 cincin.

Pelarut (Solvent)

Pelarut yang paling banyak digunakan dalam sintesis zeolit ​​adalah air. Karakteristik utama air adalah non-toksisitas, biaya rendah, stabilitas termal dan konduktivitas yang baik. Juga, air membantu agen mineralisasi dalam pembubaran spesies yang dibutuhkan untuk kristalisasi, dan dapat bertindak sebagai templat dalam hubungannya dengan spesies templating lainnya.

Meskipun manfaat besar menggunakan air sebagai pelarut, beberapa contoh dapat ditemukan dalam literatur dalam sistem non-air. Dalam komunikasi yang baik, beberapa peneliti berhipotesis bahwa silika dapat kompleks dengan banyak molekul organik, seperti senyawa hidroksi dan amina.

Oleh karena itu, banyak pelarut organik akan tersedia untuk sintesis silikat dalam sistem non-air. Mengikuti hipotesis ini, mereka mensintesis struktur silika-sodalit dari sistem non-air dengan etilena glikol dan propanol.69 Memperluas pekerjaan awal ini, struktur sodalit terkait lainnya telah disintesis dengan adanya etanolamin atau etilendiamin.

Pengenalan cairan ionik dalam sintesis zeolit ​​oleh Morris et al. sebagai metode persiapan baru daripada menggunakan air sebagai pelarut telah menjadi penemuan yang sangat menarik dalam beberapa tahun terakhir. Cairan ionik bertindak sebagai pelarut dan OSDA. Mereka adalah pelarut yang sangat baik karena bersifat ionik dan memiliki polaritas yang cukup untuk melarutkan banyak jenis garam anorganik yang diperlukan dalam sintesis zeolit.

Selain itu, cairan ionik (imidazolium) secara kimiawi sangat mirip dengan kation amonium kuaterner yang biasa digunakan sebagai OSDA dalam sintesis zeolit ​​tradisional. Namun, sifat yang paling menarik dari cairan ionik adalah tekanan uap yang sangat rendah.

Kemudian, pada suhu tinggi, cairan ionik tidak menghasilkan tekanan autogenous, memungkinkan pembuatan zeolit ​​pada tekanan sekitar (lihat perbandingan antara metodologi ionotermal dan hidrotermal.

Selain itu, cairan ionik dapat diperoleh kembali dan didaur ulang setelah prosedur sintesis untuk penggunaan lebih lanjut. Mengikuti metodologi baru ini, beberapa bahan zeotipe baru telah ditemukan.

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.