Penyempurnaan Struktur Zeolit pada Mikropori
Artikel ini dimaksudkan untuk mengomentari tonggak analisis struktur dalam ilmu zeolit yang memiliki dampak besar pada pengembangan masa depan di bidang bahan mikropori mengenai strategi sintesis, penyerapan dan pemisahan, katalisis dan aplikasi modern.
Untuk perincian lengkap tentang topik tertentu, disarankan untuk berkonsultasi pada ahlinya. Beberapa hal bisa jadi sangat bias sejauh menyangkut contoh-contoh tertentu, namun, tidak ada keraguan bahwa penjelasan struktur kristal zeolit mengungkapkan hubungan properti struktur dan telah mengilhami pengembangan ilmu zeolit secara luar biasa.
Zeolit ZSM-5 Dan Silikalit-1, Tipe Kerangka Kerja MFI
Solusi struktur ZSM-5 merupakan pencapaian besar dalam ilmu zeolit. Bahan ZSM-5 dipatenkan pada tahun 1972 (paten diajukan pada tahun 1967) oleh Mobil Corporation, strukturnya dalam bentuk silika semua, pertama kali diterbitkan pada bulan Februari 1978 oleh grup zeolit Union Carbide dan satu bulan kemudian oleh bidang Mobile dan nilai tinggi dari informasi struktural.
Solusi struktur yang dilaporkan dilakukan pada data kristal tunggal dari bahan yang dikalsinasi. Dalam makalah asli oleh Flanigen et al. sudah dilaporkan bahwa kristal itu kembar dan, jelas, telah mengalami transisi fase ke simetri monoklinik yang lebih rendah..
Tindak lanjut makalah oleh Kokotailo et al. tidak memberikan rincian tentang analisis struktur, namun, masalah teknis mengenai penyempurnaan struktur yang tepat dikomentari dengan kalimat; "kami telah menentukan strukturnya dengan model bangunan, kristal tunggal dan data difraksi sinar-X bubuk".
Struktur kristal bahan tipe MFI tetap untuk waktu yang lama, merupakan struktur kristal zeolit yang paling rumit yang juga didokumentasikan dalam serangkaian penyempurnaan struktur mengikuti laporan struktur asli.
Secara khusus, peneliti mengatakan bahwa transisi fase feroelastis mengarah ke simetri monoklinik yang sedikit terdistorsi dari sel unit, yang menyerap urutan secara berkala dalam sistem saluran MFI20; dan bahwa, tergantung pada jumlah sorbat, transisi fase terjadi yang mengarah ke beberapa bahan tipe MFI dalam simetri spesifik sorbat yang berbeda.
Analisis struktur dari difraksi sinar-X dalam kombinasi dengan mikroskop TEM mengungkapkan lebih banyak detail struktural yang paling penting untuk aplikasi bahan sebagai pengilangan dan katalis kimia halus.
Kembar khas kristal bahan tipe MFI tidak mempengaruhi porositas dan dimensi sistem saluran, dan, oleh karena itu, tidak memiliki pengaruh yang menghambat pada aplikasi. Hal ini juga berlaku untuk intergrowth dengan material tipe MEL dalam keluarga pentasil.
Visualisasi struktur kristal dalam kombinasi dengan data dari adsorpsi nitrogen, analisis kimia, spektroskopi NMR, dll. memperkuat dimensi pori 10-cincin dan jalur difusi 3-dimensi pori-pori dalam material, bahkan jika terjadi kembaran atau pertumbuhan antar-tumbuh.
Berdasarkan pengetahuan struktur kristalnya, material tipe MFI menjadi zeolit yang paling banyak diteliti dan dipelajari pada tahun-tahun berikutnya. Aplikasi yang sukses dan penting di bidang katalisis mengikuti dan menekankan pentingnya dan dampak dari analisis struktur.
Analisis struktur sebagai tetrapropilammonium-silikalit yang disintesis, TPA-silikalit, sangat meyakinkan menggarisbawahi konsep pengarah struktur oleh template organik, agen pengarah struktur, SDA.
Korespondensi yang erat dari geometri molekul SDA dan geometri saluran dalam kerangka silikat ZSM-525 tentu saja ahli kimia yang diinseminasi yang bekerja dalam sintesis zeolit dan kemudian mengarah pada penemuan berbagai bahan zeolit, yang paling penting adalah ZSM-1226, ZSM-2227, ZSM-2328, dan ZSM-4829.
Zeolit dan Pencarian Kerangka Zeolit Kiral
Paten asli zeolit diajukan pada tahun 1964 dan diberikan pada tahun 1967 kepada Mobil Oil Corporation. Hanya 24 tahun setelah pengajuan paten, model struktur diterbitkan dalam literatur oleh Newsam et al. dan Higgins et al. Seperti yang telah disebutkan, kurangnya minat pada materi disebabkan oleh pola serbuk sinar-X yang tidak biasa yang menunjukkan pantulan yang luas dan tajam yang menunjukkan bahan yang kompleks.
Selain itu, resolusi dalam pola P-XRD dan kristalinitas material yang jelas rendah menunjukkan kinerja yang buruk dalam aplikasi khas untuk zeolit. Dalam penentuan struktur, percobaan TEM, difraksi dan pencitraan, memainkan peran penting. Meskipun diagram bubuknya buruk, gambar TEM dari zeolit mengungkapkan sifat kristalnya, namun, ada gangguan dalam urutan susun unit bangunan seperti lapisan.
Gangguan yang mendasari penumpukan, Newsam et al. berhasil memecahkan struktur dan mensimulasikan pola bubuk. Ini mengarah pada karakterisasi material dan mengungkapkan sistem pori 12-cincin 3-dimensi yang tidak terganggu. Pada tahun yang sama Higgins et al. menunjukkan bahwa terdapat anggota akhir terurut yang paling sederhana menggunakan beta-sheet, salah satunya memiliki struktur kerangka kiral, polimorf A, memiliki simetri grup ruang P4122 atau P4322.
Tidak hanya pengungkapan struktur kristal beta segera menyebabkan aplikasi dan komersialisasi tetapi juga pencarian bahan anggota akhir yang dipesan kiral dimulai. Berdasarkan pendekatan sintesis SDA, selama lebih dari satu dekade, ahli kimia sintesis mencoba mencapai tujuan tanpa hasil.
Penyempurnaan kondisi sintesis yang dirangsang oleh pengetahuan tentang struktur kristal dan protokol sintesis berbasis SDA yang sangat sukses menyebabkan isolasi polimorf B32;33 dan polimorf C34;35. Namun, pengayaan atau bahkan polimorf A murni, varietas kiral, sebagai bahan curah tidak pernah diperoleh.
Berbeda dengan upaya sintesis lengkap untuk kerangka kiral zeolit, penelitian berorientasi aplikasi mengubah bahan dari keingintahuan laboratorium menjadi katalis industri yang berharga sangat cepat, setelah struktur kristal diketahui dan dikonfirmasi bahwa zeolit beta memiliki tiga dimensi, pori-pori yang saling berhubungan.
Sekali lagi, visualisasi struktur kerangka mengilhami komunitas sains zeolit di semua disiplin ilmu yang mengarah pada studi ekstensif selama setahun dari banyak bahan beta yang telah disintesis sementara itu. Kemajuan terbaru di lapangan adalah sintesis bebas template zeolit beta yang memiliki sedikit cacat struktural yang menantang konsep SDA dan mengubah beta menjadi bahan yang lebih menarik untuk aplikasi industri.
Fluorida Sebagai Mineralizer
The clathrasil octadecasil dan sintesis F- dari zeolit Rute fluorida dalam sintesis zeolit telah diperkenalkan untuk menggunakan media mineralisasi lain selain anion hidroksil dasar. Contoh pertama yang diperoleh melalui rute fluorida adalah silikalit-1, semua silika analog dari zeolit ZSM-5.
Diketahui bahwa fluorida berikatan dengan silikon dan mungkin juga menstabilkan keadaan koordinasi Si yang lebih tinggi daripada empat, namun, peran fluorida selama sintesis zeolit tidak dikenali. Analisis struktur kristal dari octadecasil clathrasil untuk pertama kalinya mengungkapkan bahwa fluoride menempati unit dua-empat-cincin sehingga menstabilkan jenis kerangka AST yang kepadatan kerangka agak rendah.
Penyempurnaan struktur dari data kristal tunggal juga menjelaskan nilai pergeseran kimia yang tidak biasa dalam spektrum NMR MAS 19-F pada ~ -40 ppm sebagai entitas fluorida dalam kurungan empat-cincin ganda, kurungan D4R.
Kemudian, dalam percobaan NMR yang memantau sintesis zeolit ITQ-7, telah ditunjukkan bahwa karakteristik sinyal untuk anion fluorida dalam kurungan D4R muncul jauh sebelum bahan kristal dapat dideteksi dalam percobaan P-XRD.
Berdasarkan wawasan ini, khususnya Avelino Corma dan kelompoknya sangat berhasil menggunakan fluorida sebagai mineralizer dan direktur struktur untuk sintesis banyak jenis kerangka zeolit silikat baru yang semuanya mengandung unit D4R sebagai fitur struktural yang khas.
Ini adalah jenis struktur kerangka dan jenis bahan yang telah diperoleh oleh kelompok sintesis Instituto de Technologia QuÃmica, ITQ, di mana rute fluorida dikembangkan dan unit D4R adalah bagian dari struktur kerangka kerja: ISV (ITQ-7) 39, ITW (ITQ-12)40, ITH (ITQ-13)41, BEC (beta polymorph C atau ITQ-17)35, IWW (ITQ-22)42, IWR (ITQ-24)43, IWS (ITQ- 26)44, IWV (ITQ-27)45, ITR (ITQ-34)46, -ITV (ITQ-37)47, dan IRR (ITQ-44)48.
Selain itu, semua silika LTA (ITQ-29)49 juga diperoleh dengan menggunakan fluorida sebagai salah satu direktur struktur. Daftar panjang jenis struktur kerangka yang berbeda dan baru tidak secara eksklusif diperoleh oleh SDA fluorida tetapi dalam kombinasi dengan SDA molekuler lainnya, paling sering amina organik, dan dengan penambahan Ge sebagai substituen untuk Si pada posisi-T.
Namun, untuk sintesis yang sukses, fluorida sangat penting dan tujuan utama ahli kimia sintesis adalah untuk menstabilkan unit D4R karena mereka pertama kali terdeteksi di octadecasil, jenis kerangka kerja AST. Menariknya, sebelum anion fluoride dibentuk secara eksperimental di unit D4R, berspekulasi dari perhitungan teoretis bahwa kation natrium harus masuk ke dalam D4R dan dengan demikian menstabilkan struktur.
Setelah beberapa kontroversi, studi simulasi baru mengkonsolidasikan hasil eksperimen dan juga menemukan pengaruh stabilisasi dari fluoride anion. Contoh octadecasil dengan sangat baik menunjukkan dampak penelitian dasar terhadap kemajuan ilmu pengetahuan. The clathrasil octadecasil dengan 6-cincin sebagai bukaan pori terbesar tidak memiliki pertukaran ion khas atau sifat penyerapan.
Juga tidak ada aktivitas katalitik karena merupakan bahan netral dan molekul tidak dapat masuk melalui jendela 6 cincin. Hanya realisasi peran fluorida selama sintesis seperti yang dimanifestasikan dalam struktur kristal sebagai protokol pertumbuhan eksperimental dan generalisasinya dalam strategi sintesis spesifik yang mengubah analisis struktur jenis kerangka AST menjadi eksperimen kunci dalam ilmu zeolit.
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