Proses Dan Fakta Oksidasi Kimia Zeolit
Oksidasi kimia adalah proses yang melibatkan transfer elektron dari reagen pengoksidasi ke spesies kimia yang dioksidasi. Dalam rekayasa air dan air limbah, oksidasi kimia berfungsi untuk mengubah zat pencemar yang dapat membusuk menjadi produk yang tidak berbahaya atau stabil.
Proses oksidasi kimia terjadi di perairan alami dan berfungsi sebagai mekanisme penting dalam pemurnian alami air permukaan. Penghapusan oksidatif besi terlarut dan polutan sulfida dalam air yang diangin-anginkan adalah contoh yang menonjol.
Degradasi bahan limbah organik merupakan fenomena yang lebih penting terkait dengan pemurnian air sendiri secara alami. Telah diketahui dengan baik bahwa kemanjuran oksidasi organik air alami adalah karena adanya mikroorganisme, yang berfungsi untuk mengkatalisis pemanfaatan oksigen terlarut yang sangat efektif sebagai oksidan.
Faktanya, proses yang dikatalisis mikroorganisme tersebut telah dioptimalkan dan dikembangkan menjadi berbagai bentuk yang disebut "proses biologis" dalam aplikasi pengolahan limbah organik konsentrasi tinggi. Subyek proses oksidasi biokimia dengan demikian tercakup dalam buku yang berbeda yang berhubungan dengan proses pengolahan biologis.
Oksidasi Kimia
Berbagai kompleks ion logam telah dimasukkan ke dalam lingkungan terbatas untuk meniru jenis kimia yang dikenal untuk reagen terkait dalam fase larutan. Oksidasi pada dasarnya menyediakan cara dimana hidrokarbon dapat difungsikan untuk menghasilkan bahan kimia massal dan halus tetapi ketika radikal bebas terlibat, pendekatannya biasanya berantakan dan mengarah pada beberapa substitusi dan campuran produk.
Ketika kation logam transisi hadir, oksidan murah seperti O2, H2, O2 atau hidroperoksida organik, RO2H, mis. tert-butil hidroperoksida atau kumil hidroperoksida, dapat digunakan dengan sukses untuk meningkatkan oksidasi baik dalam fase gas maupun fase cair.
Katalis heterogen seringkali lebih menguntungkan karena mudah diperoleh kembali setelah reaksi selesai, dan dengan demikian dapat didaur ulang, dan mudah digunakan dalam proses kontinyu. Ini bermanfaat dalam desain ''kimia hijau'' untuk mengurangi dampak lingkungan dari industri kimia.
Ketika pusat logam ditempatkan di dalam matriks anorganik, katalis dapat diperoleh yang memungkinkan aktivitas dan spesifisitas spesifik dipertahankan dengan mencegah oligomerisasi oksometal monomer aktif (M55O) atau spesies terkait dengan kompleks m-okso.
Kecenderungan kompleks oksometal untuk mengalami transformasi seperti itu adalah salah satu alasan utama untuk aktivitas rendah yang sering ditemukan dalam larutan. Katalis titanium(IV) memberikan contoh yang tepat untuk hal ini dan paling efektif jika diisolasi dalam matriks polimer yang mencegahnya membentuk oligomer, atau pusat logam aktif redoks dapat digabungkan pada permukaan bahan pendukung oksida, mis. katalis heterogen Ti(IV)ySiO2 yang digunakan oleh Shell untuk mempromosikan pembentukan propilen oksida (1,2-epoksipropana) dengan mereaksikan propilena (propena) dengan etilbenzena hidroperoksida.
Pusat redoks dapat digabungkan dalam kerangka aluminosilikat atau di dalam rongga zeolit dan saringan molekuler lainnya. '' Saringan molekuler redoks'' semacam itu memiliki susunan mikropori yang teratur dengan rongga internal yang homogen dan saluran dengan ukuran molekul.
Dimungkinkan untuk membuat katalis di mana dimensi reaksi dikontrol secara ketat oleh ukuran pori zeolit, dan juga oleh tingkat hidrofobisitas yang dalam kombinasinya bertindak untuk menyaring jenis molekul untuk akses ke pusat aktif berdasarkan ukuran dan karakter hidrofilik hidrofobik relatif.
Ada analogi yang jelas antara bahan tersebut dan enzim, dan dengan demikian mereka telah disebut ''zeozim''. Selama beberapa dekade, strategi tersebut hampir seluruhnya bergantung pada pengenalan ion logam aktif redoks ke dalam zeolit melalui pertukaran kation, tetapi di sini kation logam rentan terhadap pencucian dan lolos, seringkali cukup cepat, ke dalam media cair yang ada.
Pada tahun 1983, para peneliti di Enichem menemukan bahwa kerangka tersubstitusi titanium silikalit (TS-1) stabil untuk oksidasi selektif dari berbagai substrat organik dengan 30% larutan H2O2. Hal ini menghasilkan lonjakan aktivitas untuk menemukan saringan molekul titanium(IV) alternatif dan memang yang mengandung ion logam lain untuk digunakan dalam sintesis organik.
Saringan molekuler dapat dibuat dengan sintesis hidrotermal, di mana gel berair yang mengandung sumber elemen penyusun kerangka, yaitu Al, Si, P, dan templat di mana struktur kerangka dapat disusun, dibiarkan mengkristal di bawah tekanan yang menghasilkan sendiri. pada suhu hingga 200C.
Sebuah amina atau garam alkylammonium biasanya melengkapi template. Jika sumber ion logam redoks juga ada, struktur kerangka keseluruhan yang diharapkan terbentuk tetapi dengan penggantian isomorfik periodik atom Al, Si atau P oleh ion logam, sehingga logam menempati tetrahedra TO4 dan karenanya merupakan bagian integral dari struktur itu.
Aturannya adalah bahwa substitusi isomorfik dimungkinkan jika rasio jari-jari rcationyroxygen berada dalam kisaran 0,225-0,414; namun, rasio ini dapat sangat bervariasi dan oleh karena itu struktur kerangka dan muatan juga dapat berubah ketika produk awal dikalsinasi untuk menguraikan dan membilas template organik.
Dalam saringan molekuler tersubstitusi kromium, keadaan Cr(III) yang ada pada awalnya, tetapi ini diubah menjadi Cr(IV) pada kalsinasi. Yang terakhir terdiri dari dua bagian Cr55O ekstra-kerangka dan karenanya hanya dapat terikat pada cacat permukaan dan tidak dapat disubstitusikan secara isomorf ke dalam kerangka.
Memang, berbagai pusat logam aktif redoks telah dimasukkan ke dalam berbagai zeolit, silikalit, AlPO dan SAPO menggunakan metode tersebut90, meskipun harus dicatat bahwa substitusi isomorf yang sebenarnya belum terbukti dalam semua kasus. Memang salah satu reviewer telah menekankan bahwa karakterisasi kimia fisik dari sifat yang tepat dari substitusi belum cukup dilakukan atau dijelaskan di sebagian besar makalah yang melaporkan topik tersebut.
Dengan demikian, membandingkan reaktivitas bahan yang tampaknya serupa tetapi sebenarnya sangat berbeda akan cenderung mengkompromikan interpretasi mekanistik dari bahan tersebut91. Kompleks logam dapat diikat ke permukaan internal saringan molekuler melalui ikatan kovalen baik secara langsung (grafting) atau melalui ligan spacer (penambatan).
Metode untuk membentuk ikatan kovalen antara kompleks organologam dan permukaan silika dengan mereaksikan gugus fungsi yang sesuai dengan gugus silanol (Si-OH) sudah dikenal luas93, dan karenanya kompleks logam dapat dicangkokkan secara setara ke permukaan internal saringan mesopori seperti MCM- 41. Ti(IV) yang dicangkokkan permukaan dan katalis oksomangan telah dibuat dengan reaksi masing-masing MCM-41 dengan titanocene dichloride94 dan dengan Mn2 (CO)10.
Reaksi yang melibatkan H2O2 atau RO2H sebagai oksidan dan dikatalisis oleh logam dapat berupa homolitik dan melibatkan intermediet radikal bebas (spesies oksigen reaktif, ROS, seperti yang dijelaskan dalam literatur biologi), seperti H O, HO2, RO, RO2, atau heterolitik dan melibatkan proses transfer atom oksigen, atau bahkan campurannya, tergantung terutama pada jenis logamnya.
Ketika logam dalam keadaan oksidasi tertinggi adalah Asam Lewis dan oksidan lemah, mis. ion logam transisi awal dengan konfigurasi d0, seperti rute Mo(VI), W(VI) dan Ti(IV), heterolitik peroksometal (M-OOR) lebih disukai.
Ion logam berfungsi sebagai Asam Lewis sehingga tingkat oksidasinya tetap konstan sepanjang siklus katalitik. Oksidan elektron tunggal yang kuat, seperti Cr(VI), Mn(III), Co(III), Fe(III), mendorong jalur oksometal dan atau dekomposisi homolitik RO2H.
Vanadium
Vanadium (V) adalah sesuatu yang serba bisa, karena peran mekanistiknya tampaknya melibatkan ketiga jenis aktivitas, karena itu adalah Asam Lewis yang kuat selain sebagai pengoksidasi elektron tunggal yang cukup kuat. Ketika hidrokarbon dioksidasi menggunakan O2, hidroperoksida terbentuk menurut mekanisme klasik autoksidasi dengan spesies RO2H sebagai zat antara.
Spesies ini dapat mengalami transfer atom oksigen heterolitik berikutnya, dan dalam oksidasi dengan RO2H or H2O2 sebagai reagen, reaksi homolitik dapat menghasilkan pembentukan O2 bebas sebagai akibat dari penghentian bimolekuler dari radikal RO2 atau HO2 (Mekanisme Russell. O2 dapat menjadi umpan balik ke mekanisme jenis autoksidasi dengan bereaksi lebih lanjut dengan radikal bebas yang ada dalam sistem.
Tidak selalu mudah untuk membedakan antara jalur homolitik dan heterolitik, karena produk yang sama dapat dihasilkan dari kedua jalur tersebut. Ada cara sederhana untuk menanyakan sistem tentang radikal bebas, misalnya menambahkan pemulung radikal yang tentu saja menghambat mekanisme rantai homolitik asli, dan jika konsentrasi produk berkurang pada deoksigenasi, mis. dengan argon, ada kemungkinan besar bahwa O2 terlibat dalam reaksi.
Tingkat relatif di mana ikatan C-H sekunder dan tersier dioksidasi juga dapat digunakan untuk menunjukkan sifat spesies yang menyerang, dan berada dalam kisaran 2-3 untuk HO bereaksi dengan R3CH/R2CH2, mengingat bahwa tingkat relatif tergantung pada pilihan pelarut dan faktor lainnya.
Di antara jalur yang dimediasi peroksometal adalah epoksidasi, sulfoksidasi dan oksidasi alkena, sedangkan reaksi yang dimediasi oksometal atau autoksidasi termasuk oksidasi senyawa alilik dan benzilik dan oksidasi alkana, di mana kedua mekanisme tersebut seringkali sulit dibedakan.
Oksidasi alkohol dapat melibatkan intermediet peroksometal atau oksometal, dan saringan molekuler tersubstitusi titanium bekerja melalui jalur peroksometal dan mempengaruhi epoksidasi alkena. Mereka tidak akan, bagaimanapun, bekerja dengan baik dalam oksidasi alilik atau benzilik, dan menggunakan saringan molekuler tersubstitusi titanium atau vanadium untuk mempromosikan oksidasi alkena dengan H2O2 tidak akan mungkin melibatkan transfer atom oksigen heterolitik.
Lebih masuk akal, radikal hidroksil dan hidroperoksil terbentuk dalam sistem ini, oleh homolisis H2O2 yang diinduksi ion logam, seperti yang terjadi pada katalis vanadium homogen.
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