Zeolit Sebagai Katalis Oksidasi
Katalisis oksidasi adalah pekerjaan yang rumit di mana seseorang harus menghadapi tantangan seperti kemampuan untuk melestarikan katalis dalam lingkungan yang sangat teroksidasi, selektivitas yang umumnya rendah sebagai konsekuensi dari berbagai jalur reaksi heterolitik dan homolitik yang mudah diakses yang melibatkan oksidan.
Variasi tahap dasar umumnya ditunjukkan oleh logam transisi akhir yang sangat sukses yang mengalikan jumlah produk reaksi yang mungkin, kepekaan terhadap air dari sebagian besar kompleks logam transisi ketika menggunakan hidrogen peroksida yang sangat diinginkan dan aman bagi lingkungan sebagai oksidan.
Katalis Oksidasi
Katalis oksidasi digunakan dalam berbagai aplikasi mulai dari mesin diesel hingga pabrik industri. Tugasnya selalu konversi senyawa berbahaya seperti karbon monoksida (CO), senyawa organik volatil (VOC), formaldehida (CH2O) dan hidrokarbon lainnya (HC) menjadi produk tidak beracun karbon dioksida (CO2) dan air (H2O). Reaksi ini disebut oksidasi total.
Terutama logam mulia seperti platinum dan paladium digunakan sebagai komponen aktif bersama dengan promotor dan pengikat khusus yang ditambahkan untuk memaksimalkan aktivitas katalitik dan daya tahan. Oksida dengan luas permukaan yang sangat tinggi digunakan untuk menopang logam mulia dan bersama-sama, bahan ini dilapisi ke berbagai jenis substrat keramik atau logam.
Katalis oksidasi bisa dirancang untuk berbagai industri seperti efisiensi tinggi dan masa pakai yang lama terkait penuaan termal, keracunan, atau penonaktifan oleh abu untuk mengurangi jumlah logam mulia yang mahal yang diperlukan. Toleransi Sulfur dari katalis oksidasi kami juga unik. Inilah sebabnya mengapa teknologi mutakhir kami menghasilkan penghematan biaya bagi pelanggan kami.
Berdasarkan fitur-fitur ini, katalis oksidasi mampu mencakup berbagai aplikasi seperti aftertreatment knalpot mesin diesel atau gabungan panas dan pembangkit listrik (CHP), pemanggang roti, oven, saluran semprot, dll. dan karenanya menghasilkan lingkungan yang lebih bersih.
Bagaimana Cara Kerja Katalis Oksidasi?
Katalis adalah zat yang mendorong reaksi tertentu tetapi bukan salah satu reaktan asli atau produk akhir. Dengan kata lain, katalis tidak dikonsumsi dalam reaksi yang dipromosikannya. Logam golongan platinum (PGM) termasuk platinum itu sendiri, paladium, dan rhodium biasanya digunakan dalam katalis pengontrol emisi.
Konverter katalitik modern menggunakan substrat sarang lebah monolit yang dilapisi dengan senyawa logam PGM dan dikemas ke dalam wadah stainless steel. Sarang lebah terbuat dari keramik atau foil stainless steel. Strukturnya dari banyak saluran paralel kecil menyajikan area kontak katalitik yang tinggi ke gas buang. Saat gas panas mengalir melalui saluran dan menghubungi katalis, beberapa polutan gas buang diubah menjadi zat yang tidak berbahaya.
Sebagai contoh; emisi hidrokarbon dari mesin LPG akan mengandung campuran propana, butana, etana, dan senyawa lainnya. Baik CO dan hidrokarbon diubah dalam katalis oksidasi menjadi karbon dioksida dan uap air yang merupakan gas tidak beracun.
Konversi CO dan HC dalam katalis membutuhkan oksigen, seperti yang ditunjukkan pada persamaan reaksi. Biasanya, tidak ada cukup oksigen dalam gas buang mesin LPG untuk membakar semua polutan. Sistem katalis oksidasi sering membutuhkan udara ekstra, yang disebut udara sekunder, dimasukkan ke dalam sistem pembuangan di depan katalis.
Zeolit Sebagai Katalis Oksidasi
Titanium-Silicalite-1 (TS-1) sejauh ini merupakan katalis oksidasi zeolit selektif bentuk yang paling berguna dan paling dipahami hingga saat ini. TS-1 adalah bahan hidrofobik, dan oleh karena itu, misalnya, lebih menyukai olefin sebagai adsorbat daripada molekul pelarut alkohol yang lebih polar. Karena TS-1 pada dasarnya bebas Al, ia hanya mengandung keasaman residu yang lemah, menghasilkan selektivitas yang tinggi untuk mis. epoksida alifatik dari olefin.
Situs aktif TS-1 dapat dianggap sebagai titanium terkoordinasi tetrahedral dalam kisi-kisi MFI. TS-1 saat ini digunakan untuk tiga jenis utama reaksi oksidasi pada skala industri dengan hidrogen peroksida ramah lingkungan sebagai oksidan: epoksidasi olefin, hidroksilasi fenol dan amoksimasi keton.
Dimensi sistem pori dan kristal TS-1 memainkan peran kunci dalam kinerja katalis untuk reaksi ini. Karena ukuran pori terbatas, ruang lingkup epoksidasi alkena pada TS-1 sebagian besar terbatas pada alkena linier. 1-Heksena misalnya, diepoksidasi secara efisien sedangkan sikloheksena tidak.
Berbeda dengan apa yang mungkin diharapkan, TS-1 ditemukan lebih selektif untuk cis-alkena dalam epoksidasi campuran cis/trans-alkena equimolar. Dalam hidroksilasi fenol, hidrokuinon diasumsikan terbentuk terutama di dalam pori-pori. , sedangkan katekol terbentuk sebagai hasil reaksi ekstrapor.
Untuk amoksimasi sikloheksanon ditemukan bahwa aktivitas TS-1 sangat dipengaruhi oleh jumlah kerangka titanium. Sebagai penjelasan yang mungkin untuk pengamatan ini, diusulkan bahwa kandungan titanium mempengaruhi parameter sel satuan dan dengan demikian laju difusi reagen di dalam pori-pori.
Pengembangan analog TS-1 dengan sistem pori yang lebih besar telah mendapat banyak perhatian di komunitas ilmiah. Salah satu pendekatan adalah penggabungan Ti dalam zeolit dengan kerangka yang lebih terbuka. Contoh bahan yang terkenal adalah Ti-Beta, zeolit berpori besar.
Selama Ti-Beta, epoksidasi alkena bercabang dan siklik menjadi layak. Sifat Ti-Beta yang lebih hidrofilik mendukung pembukaan cincin epoksida, menghasilkan pembentukan diol dan monoeter sebagai produk utama. Oleh karena itu, salah satu pilihan adalah menggunakan asetonitril sebagai pelarut alternatif; atau oksidan dapat diubah dari hidrogen peroksida menjadi tert-butil hidroperoksida.
Contoh lain dari analog TS-1 dengan situs aktif yang lebih mudah diakses adalah Ti-MWW. Ti-MWW memiliki perilaku trans-selektif yang unik ketika digunakan untuk epoksidasi cis/trans-campuran alkena. Selanjutnya Ti-MWW mengkatalisis epoksidasi alil alkohol menjadi glisidol lebih efisien dan selektif daripada TS-1.
Ciri khas bahan ini adalah sistem saluran sinusoidal yang menjelaskan kinerja epoksidasi yang luar biasa yang melengkapi kinerja TS-1. Pendekatan yang berbeda dalam sintesis saringan molekuler yang mengandung Ti dengan batasan sterik terbatas, adalah pengenalan mesoporositas dalam struktur TS-1.
Keberhasilan zeolit TS-1 yang terstruktur secara hierarkis tersebut sangat bergantung pada metode sintesis yang digunakan. Reichinger dkk. melaporkan sintesis yang diarahkan CTAB dari analog TS-1 dengan sistem mesopori heksagonal dari larutan yang mengandung benih TS-1.
Bahan ini mengungguli TS-1 dalam epoksidasi sikloheksena tetapi gagal sepenuhnya ketika epoksidasi 1-heksena dicoba. Sebagian besar situs Ti tampaknya memiliki koordinasi enam kali lipat yang mungkin menjelaskan perbedaan reaktivitas dengan bahan TS-1 asli.
Xin dkk. menggunakan karbon hitam sebagai agen pengenalan mesoporositas dan bahan yang diperoleh - disebut meso TS-1 - menunjukkan selektivitas yang serupa tetapi aktivitas yang lebih tinggi untuk hidroksilasi fenol dan amokmasi metil etil keton daripada TS-1.
Relatif tidak adanya batasan ukuran juga terlihat untuk zeolit Beta tersubstitusi Sn yang dikembangkan baru-baru ini dalam oksidasi Baeyer-Villiger dengan H2O2. Sikloheksanon dan adamantanon yang lebih besar diubah menjadi masing-masing lakton pada laju yang hampir sama tinggi dan pada selektivitas > 98%.
Selektivitas Sn-Beta yang sangat tinggi dikaitkan dengan toleransi gugus fungsi yang luas dari spesies Sn peroksida yang mungkin terbentuk dan fakta bahwa Sn yang terkoordinasi secara tetrahedral mengaktifkan gugus karbonil tetapi tidak mengaktifkan H2O2. Ketidakmampuan Sn-Beta untuk mengubah 2-tert-butilsikloheksana sementara 4-tert-butilsikloheksana mudah diubah menjadi laktonnya mungkin menunjukkan adanya efek selektif bentuk.
Penjelasan lain yang mungkin untuk kurangnya konversi 2-tert-butilsikloheksana bagaimanapun, adalah akses terhalang kelompok keton ke pusat logam yang disebabkan oleh substituen di posisi orto. Ikatan rangkap dalam substrat tidak terepoksidasi, menunjukkan bahwa bahan ini melengkapi sempurna dengan katalis berbasis Ti yang disebutkan di atas.
Oksigenasi singlet gelap adalah alternatif yang menarik untuk - seringkali tidak aman - produksi oksigen singlet yang difotosensitisasi. Dalam oksigenasi singlet gelap, hidrogen peroksida tidak proporsional oleh senyawa anorganik menjadi oksigen singlet dan air. Dengan adanya spesies oksigen reaktif ini, olefin secara eksklusif diubah menjadi alkohol alilik. Wahlen dkk. mencoba oksigenasi singlet gelap dengan menggunakan zeolit tertukar La3+.
Dispersi La pada kisi zeolit menghasilkan hasil oksigenasi yang jauh lebih tinggi daripada saat menggunakan gel La-hidroksida yang disiapkan secara in situ. Konversi yang lebih tinggi diperoleh dengan zeolit LaK-Y yang ditandai dengan rasio Si/Al yang tinggi dibandingkan dengan yang memiliki rasio rendah, menunjukkan bahwa sifat adsorpsi H2O2 dan substrat sangat penting.
Sebagai contoh terakhir dari efek zeolitik dalam reaksi oksidasi, penggunaan katalis logam mulia yang dienkapsulasi secara zeolit akan segera dibahas. Silicalite-1 enkapsulasi Ag dan Pt nanopartikel diuji untuk oksidasi alkohol aerobik. Selektivitas reaktan, ketahanan terhadap racun dan penggunaan kembali sangat melebihi katalis yang tersedia secara komersial seperti Pt/SiO2.
Silicalite-1 enkapsulasi Au-nanopartikel di sisi lain, ditunjukkan menjadi katalis selektif bentuk reaktan untuk oksidasi aerobik benzaldehida dalam metanol menjadi metil esternya. Sementara benzaldehida mudah diubah menjadi metil benzoat, 3,5-di-tert-butilbenzaldehida tidak reaktif.
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