Pengembangan Metode Sintesis Zeolit Yang Mudah
SDA (Structure Directing Agent) organik sangat kompeten dalam memberikan struktur zeolit baru dan menarik, biayanya mungkin terlalu tinggi untuk digunakan sebagai katalis komersial. Tantangannya adalah menemukan cara untuk menyiapkan zeolit ini dengan SDA yang lebih murah atau jumlah SDA yang lebih sedikit.
SDA organik pada akhirnya mengisi ruang pori dalam zeolit, dan penghilangan spesies yang terenklarasi ini biasanya membutuhkan pembakaran suhu tinggi yang menghancurkan komponen mahal ini. Selanjutnya, panas yang dihasilkan dalam kombinasi dengan air yang terbentuk dapat merusak struktur zeolit.
Pengurangan penggunaan SDA organik dan sintesis bebas SDA
Takewaki dkk. melaporkan bahwa kation tertaetilamonium (TEA) dapat dengan mudah diekstraksi dengan asam asetat dari zincosilicate CIT-6 yang memiliki struktur tipe *BEA karena interaksi antara kerangka kerja TEA+ dan CIT-6 lemah.
Sebaliknya, sebagian besar kation TEA dalam CIT-6 yang mengandung Al sangat berinteraksi dengan ikatan Si-O-Al. Lee dkk. menetapkan metodologi baru untuk sepenuhnya mendaur ulang SDA organik dalam sintesis ZSM-5. SDA organik yang mereka kembangkan dapat diassemble di dalam ruang zeolit untuk memungkinkan pemindahan fragmennya untuk kemungkinan digunakan kembali dengan perakitan ulang.
Sintesis zeolit yang hemat SDA atau bebas organik telah menarik banyak perhatian karena pendekatan tersebut tidak hanya dapat mengurangi langkah produksi dan biaya tetapi juga berkontribusi pada sintesis bahan maju yang ekonomis dan ramah lingkungan.
Ada banyak contoh sintesis zeolit organik bebas SDA seperti A, X, Y, L, mordenit, feririt, ZSM-5, dan ECR-1. Baru-baru ini, Xiao dan rekan kerjanya berhasil dalam sintesis beta zeolit dengan penambahan biji beta terkalsinasi ke gel aluminosilikat awal tanpa adanya SDAs-organik.
Telah diketahui bahwa introduksi kristal benih ke dalam gel induk meningkatkan kristalisasi zeolit. Selanjutnya, Majano et al. dan Kamimura et al. juga melaporkan keberhasilan sintesis beta zeolit dengan rute penyemaian. Zeolit beta dapat disintesis dengan menggunakan beta organik bebas SDA sebagai benih, yang diberi nama “beta hijau”, memberikan dasar untuk pembentukan sintesis beta zeolit organik yang sepenuhnya bebas SDA dan lebih ramah lingkungan.
Kami telah memfokuskan perhatian kami pada peningkatan dalam sintesis zeolit jenis RTH. Ditemukan pada tahun 1995, Struktur RTH terdiri dari sangkar RTH dengan bukaan 8MR dan memiliki saluran dua dimensi dengan ukuran bukaan 0,41 x 0,38 nm dan 0,56 x 0,25 nm, yang sejajar dengan sumbu-a dan sumbu-c, masing-masing.
Sejak penemuannya, zeolit ini diharapkan menunjukkan sifat unik di bidang katalisis dan adsorpsi karena strukturnya yang unik. Sayangnya, hanya dua contoh zeolit tipe RTH yang telah dilaporkan hingga saat ini. Salah satunya adalah zeolit borosilikat, “RUB-13”, yang merupakan contoh pertama dari zeolit tipe RTH.
Borosilikat ini (ditunjuk sebagai [B]-RUB-13) dapat disintesis dengan menggunakan campuran SDA organik 1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine [PMP] dan ethylenediamine [EDA]. Yang lainnya adalah “SSZ-50”, yang merupakan zeolit aluminosilikat dan akan berguna sebagai katalis asam padat.
Sayangnya, sintesis SSZ-50 membutuhkan SDA organik khusus, N-etil-N-metil-5,7,7-trimethylazoniumbicyclo[4.1.1] kation oktana, yang merupakan reagen yang tidak tersedia secara komersial dan diperoleh melalui beberapa dan rumit proses sintesis organik. Sintesis SSZ-50 belum terlalu maju sejauh ini.
Seperti disebutkan di atas, prosedur asli untuk sintesis [B]-RUB-13 dan [Al]-SSZ-50 membutuhkan SDA organik. Dari sudut pandang praktis, penggunaan SDA organik tersebut dapat secara signifikan membatasi aplikasi industri zeolit tipe RTH dalam reaksi katalitik, dan pengurangan drastis dalam jumlah mereka telah diinginkan.
Pada percobaan pertama kristal [B]-RUB-13 yang telah dikalsinasi ditambahkan sebagai benih ke dalam gel induk [B]-RUB-13 dengan adanya amonia sebagai pengganti PMP dan EDA. Sayangnya, pendekatan ini tidak berhasil. Setelah penyelidikan intensif, kami berhasil membuat zeolit tipe RTH tanpa menggunakan SDAs organik.
Poin kuncinya adalah penambahan natrium hidroksida dan komposisi molar air serta kristal [B]-RUB-13 yang dikalsinasi sebagai biji. Zeolit-zeolit tipe RTH yang telah disiapkan yang disintesis tanpa template organik diberi nama seri “TTZ-1” (Tokyo Tech. Zeolit). Produk borosilikat organik-templat bebas dikristalisasi dengan rasio molar Na bervariasi dalam kisaran 0 hingga 1,0 pada rasio molar H2O/Si 200 (biji 2% berat).
Produk yang disintesis tanpa penambahan NaOH adalah campuran silika amorf dan zeolit tipe RTH. Pada rasio Na/Si 0,2, puncak difraksi yang berasal dari struktur RTH diamati. Selanjutnya diperoleh borosilikat organik bebas SDA dengan topologi RTH diberi nama [B]-TTZ-1.
Ketika rasio dinaikkan hingga 0,5, puncak yang berasal dari zeolit tipe -kuarsa dan RTH diamati. Peningkatan lebih lanjut dalam rasio menjadi 1,0 menghasilkan pembentukan -kuarsa murni. Pada rasio molar Na/Si 0,2, pengaruh rasio molar H2O/Si diselidiki. Ketika rasio dinaikkan dari 200 menjadi 300 atau diturunkan menjadi 100, salah satu produk adalah campuran silika amorf dan zeolit tipe RTH.
Telah ditunjukkan dengan jelas bahwa fase murni borosilikat tipe RTH disintesis secara hidrotermal tanpa adanya SDA organik, komposisi molar optimum reaktan adalah 1 SiO2 : 0,25 H3BO3 : 0,2 NaOH : 200 H2O. Untuk tujuan penerapan zeolit tipe RTH dalam reaksi katalitik, pengenalan langsung Al ke dalam kerangka RTH selama kristalisasi [B]-TTZ-1 tanpa adanya organik-SDA dipelajari.
Produk aluminosilikat ([Al,B]-TTZ-1) dan gallosilikat ([Ga,B]-TTZ-1) menunjukkan fase RTH yang sangat kristalin. Selanjutnya, kami telah mengembangkan rute sintesis baru untuk menyiapkan aluminosilikat murni dengan topologi RTH (yaitu SSZ-50) tanpa menggunakan SDA organik apa pun.
Perhatikan bahwa menurut resep asli untuk SSZ-5051, rasio Si/Al dalam gel berkisar antara 15 hingga 65, sedangkan dalam produk tidak dijelaskan. Prosedur sintesis serupa dengan yang untuk [Al,B]-TTZ-1 organik-SDA-bebas kecuali bahwa kristal RUB-13 terdeboronasi digunakan sebagai benih (2% berat) menggantikan [B]-RUB-13 dan bahwa asam borat tidak ditambahkan.
Jadi aluminosilikat murni dengan topologi RTH ([Al]-TTZ-1) berhasil disintesis tanpa adanya SDA organik, meskipun rasio Si/Al terbatas pada kisaran 37 hingga 57. Spektrum NMR MAS 27Al dari [Al,B]-TTZ-1 dan [Al]-TTZ-1 hanya menunjukkan puncak tajam yang ditetapkan untuk aluminium terkoordinasi tetrahedral dalam kerangka.
Tidak ada puncak luar biasa yang ditetapkan untuk aluminium terkoordinasi oktahedral yang diamati. Kami telah menemukan bahwa zeolit tipe RTH menunjukkan kinerja katalitik yang luar biasa dalam reaksi methanol-to-olefins (MTO). Selektivitas propena pada sampel zeolit tipe RTH lebih tinggi daripada sampel pada ZSM-5 atau SAPO-34 keduanya diketahui lebih unggul dari katalis lain dalam reaksi MTO.
Secara khusus, selektivitas untuk propena atas [Al,B]-RUB-13 mencapai sekitar 47%. Perlu dicatat bahwa konversi dan selektivitas yang tinggi pada [Al,B]-RUB-13 tidak berubah selama waktu reaksi 180 menit. Selektivitas terhadap propena di atas SAPO-34 ditemukan 41% untuk waktu reaksi 90 menit, sementara itu sedikit menurun seiring dengan waktu reaksi.
Dalam kasus ZSM-5, selektivitas terhadap parafin C4 – C6 adalah yang tertinggi di antara semua produk pada waktu reaksi > 60 menit karena pori sedang dari zeolit tipe MFI. Hasil ini menunjukkan bahwa zeolit tipe RTH akan menjadi katalis yang menjanjikan untuk reaksi MTO untuk menghasilkan propena secara selektif.
Baru-baru ini, Xial et al. telah melaporkan sintesis benih-dibantu zeoit levine dan heulandait tanpa adanya SDA organik. Mekanisme pertumbuhan cangkang inti dalam sintesis beta organik bebas SDA juga telah diusulkan.
Variasi dari sintesis hidrotermal konvensional zeolit
Secara umum, zeolit disintesis dalam kondisi hidrotermal menggunakan gel aluminosilikat amorf sebagai bahan awal. Terkadang pembentukan fase zeolit dapat didahului dengan fase yang berbeda selama proses kristalisasi.
Fenomena ini dapat menjadi alternatif strategi sintesis untuk sintesis zeolit. Dengan demikian transformasi zeolit-zeolit dapat menjadi jalan yang cepat untuk mendapatkan zeolit-zeolit yang tidak mudah dikristalkan dengan metode konvensional. Sebagai contoh, Zones mempelajari konversi hidrotermal zeolit P menjadi SSZ-13.
Zones dan Nakagawa mendemonstrasikan penggunaan boron beta sebagai prekursor untuk sintesis versi borosilkat SSZ-24 dan SSZ-33; konsentrasi boron dari prekursor sangat mempengaruhi topologi zeolit yang diperoleh dengan SDA organik yang sama yang digunakan.
[Al]-SSZ-24 disintesis dari Al-beta. Baru-baru ini Sano dkk. sistematis menyelidiki potensi metode konversi interzeolit ini. Zeolit *BEA57, RUT, dan LEV yang sangat kristal dan murni diperoleh dari zeolit FAU dengan adanya berbagai SDA organik, yang mengarahkan kristalisasi fase tertentu. Ditemukan bahwa ketika zeolit digunakan sebagai bahan awal, laju kristalisasi sangat cepat.
Biasanya, zeolit disintesis dalam media reaksi yang mengandung fase berair dari reagen terlarut dan spesies padat, yang bisa ada sebagai perikola gel dan tersuspensi dalam larutan. Sebaliknya, metode baru dalam mensintesis zeolit dimulai dengan spesies padatan yang dipisahkan dari fase air sehingga tidak pernah bersentuhan langsung dengan air.
Metode ini umumnya disebut sebagai metode konversi gel kering (DGC), yang diklasifikasikan ke dalam transportasi fase uap (VPT) dan kristalisasi berbantuan uap (SAC) Metode SAC berhasil digunakan untuk menyiapkan silika murni MCM-68 ( UMK).
Gel kering yang mengandung SDA untuk MCM-68 diubah menjadi produk silika yang ditunjuk sebagai YNU-2P, yang, bagaimanapun, terurai pada kalsinasi. Sebaliknya, sililasi pascasintesis dengan Si(OMe) dengan adanya asam menghasilkan YNU-2, yang stabil secara termal karena sebagian besar cacat dihilangkan dengan perlakuan dengan agen sililasi.
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.
Tags :
Ady Water
ADY WATER
Konsultasi Gratis dengan para sales kami untuk menemukan solusi yang paling tepat untuk kebutuhan Bapak Ibu
- Ady Water
- Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194
- Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830
- Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480
- Kupang Panjaan I No.18, DR. Soetomo, Kec. Tegalsari, Kota SBY, Jawa Timur 60264
- 022 723 8019