Zeolit ​​Silika Tinggi Dan Performanya dalam Perengkahan Katalitik

Zeolit ​​​​adalah kelas penting dari bahan kristal aluminosilikat dengan struktur kerangka terbuka, dan mereka telah banyak digunakan sebagai pemisahan, pertukaran ion, dan katalis asam untuk ukuran dan bentuk reaksi katalitik selektif oleh mikroporositas berukuran molekul.

Zeolit

Zeolit ​​sintetis padatan kristal mikropori telah diproduksi dalam sejumlah proses skala industri selama bertahun-tahun, dan zeolit ​​Y adalah saringan molekuler yang sangat serbaguna dari famili Faujasite dengan struktur pori tiga dimensi dan diameter pori sekitar 0,74 nm.

harga zeolit harga zeolit per kg harga zeolit filter harga zeolit alam harga zeolit bubuk harga zeolit alam per kg harga zeolit per sak harga zeolit untuk filter air harga zeolit powder jual batu zeolit jual zeolit jual pasir zeolit

Meskipun banyak bahan berpori lainnya telah muncul, zeolit ​​Y terus menjadi katalis pirolisis paling populer di bidang internasional karena keasaman permukaan yang melekat dan stabilitas hidrotermal yang baik.

Zeolit ​​umumnya dipisahkan menjadi dua kelas: (1) zeolit ​​X, yang memiliki rasio silikon terhadap aluminium Si/Al antara 1 dan 1,5, dan (2) zeolit ​​Y yang memiliki rasio silikon terhadap aluminium Si/Al di atas 1,5. Bukaan pori yang besar dan rongga yang besar pada zeolit ​​X menjadikannya bahan yang menarik untuk proses pertukaran ion, adsorpsi, dan pengeringan.

Khususnya, stabilitas termal dan hidrotermal zeolit ​​Y sangat terkait dengan rasio Si/Al, yang memainkan peran yang sangat penting dalam bahan yang dimaksudkan untuk aplikasi sebagai katalis perengkahan katalitik terfluidisasi (FCC).

Namun, aplikasi zeolit ​​​​Y konvensional (rasio molar Si/Al di bawah 2,5) untuk industri petrokimia terbatas karena keasamannya yang lemah, serta stabilitas hidrotermal yang buruk. 

Demi aplikasi dunia industri yang lebih baik, zeolit ​​Y konvensional digantikan oleh zeolit ​​Y ultrastabil silika tinggi (USY, dengan Si/Al > 4), dibuat dari berbagai perlakuan akhir yang meliputi pengukusan pada suhu tinggi, pengenalan uap SiCl4 pada suhu sedang, pengobatan dengan amonium heksafluorosilikat, dan agen pengkelat. Sayangnya, metode pasca perawatan ini memerlukan beberapa pasca perawatan dan perlakuan panas sering menyebabkan struktur menjadi terdistorsi.

Dibandingkan dengan pasca-perlakuan ini, metode sintesis langsung adalah cara yang lebih mudah untuk mendapatkan zeolit ​​Y silika tinggi. Metode sintesis langsung meliputi metode agen pengarah struktur (SDA); metode template organik, misalnya, kation tetramethylammonium (TMA+) dari tetramethylammonium bromide (TMABr), atau tetramethylammonium hydroxide (TMAOH), adalah template organik yang paling khas; keluarga mahkota eter dan N-methylpyridinium iodide juga kadang-kadang digunakan.

Namun, SDA memiliki ketidakstabilan dan pengulangan yang buruk, yang membatasi penerapannya di industri dan metode template organik perlu mengkonsumsi sejumlah besar template organik dalam proses sintesis, dan biaya tinggi dan toksisitas membatasi aplikasi yang lebih luas di industri. industri. Oleh karena itu sangat diinginkan untuk menemukan pendekatan berbiaya rendah untuk sintesis zeolit ​​Y silika tinggi.

Dalam artikelini, kami mengurangi kebasaan sistem sintesis dengan menambahkan asam sulfat untuk meningkatkan rasio SiO2/Al2O3, dan pengaruh alkalinitas dan waktu kristalisasi diselidiki untuk mendapatkan kebasaan yang wajar.

Di bawah kebasaan ini, kami mensintesis zeolit ​​Y silika tinggi tanpa zat pengarah struktur atau template organik dan waktu kristalisasi juga dapat diterima. Sampel yang berbeda diterapkan sebagai katalis untuk perengkahan katalitik kumena untuk memperjelas efek rasio SiO2/Al2O3 pada kinerja katalitik, dan, yang menggembirakan, ini menunjukkan potensi yang kuat dalam pemrosesan minyak bumi.

Detail Eksperimental

Bahan kimia

Semua bahan kimia langsung digunakan saat diterima tanpa pemurnian lebih lanjut. Reaktan yang digunakan adalah silika koloid berair ((SiO2) = 30%, Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.), natrium aluminat ((Al2O3) > 45%, Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.), natrium hidroksida ((NaOH ) > 96%, Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.), asam sulfat ((H2SO4) > 98%, Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.), dan air deionisasi.

Persiapan zeolit ​​Y

Natrium aluminat, natrium hidroksida, dan air deionisasi ditempatkan dalam gelas kimia untuk memastikan pencampuran yang baik pada pengaduk magnet pada suhu kamar. Setelah larutan menjadi transparan, silika koloid berair ditambahkan dengan pengadukan selama 2 jam untuk menghasilkan larutan natrium aluminat.

Terakhir, asam sulfat ditambahkan ke dalam gel untuk menghasilkan gel dengan stoikiometri keseluruhan Na2O : Al2O3 : SiO2 : H2O : H2SO4 = 4.3 : 1 : 10 : 180 :  (di mana = 0; 0.67; 1.34; 2.01). Gel ini dihomogenkan, dan kemudian dipindahkan ke autoklaf stainless-steel (50 mL PTFE dilapisi); kemudian autoklaf yang disegel dimasukkan ke dalam oven pada suhu 100oC selama berjam-jam. Setelah prosedur ini, produk disaring, dicuci dengan air deionisasi, dan dikeringkan. Zeolit ​​Y yang disintesis dilambangkan sebagai NaY--.

Persiapan zeolit tipe H Y

Bentuk natrium zeolit ​​diubah menjadi bentuk hidrogen dengan metode pertukaran ion amonium. Zeolit ​​diberi perlakuan dengan larutan amonium klorida 1 M pada suhu 80 °C selama 2  jam. Perhatikan bahwa larutan zeolit ​​menjadi amonium klorida adalah 1 g : 100 mL.

Residu disaring dan dicuci dengan air suling; kemudian sampel dikeringkan pada suhu 120°C selama 4  jam. Siklus di atas diulang tiga kali untuk mendapatkan pertukaran natrium yang lengkap. Sebagai langkah terakhir, sampel dipanaskan pada suhu 550 °C selama 5 h untuk terurai menjadi zeolit ​​tipe-H. Zeolit ​​HY dilambangkan sebagai HY--.

fungsi pasir zeolit fungsi batu zeolit ciri ciri batu zeolit kelebihan dan kekurangan batu zeolit cara membersihkan batu zeolit batu zeolit untuk dasar aquarium struktur zeolit zeolit filter pasir zeolit untuk filter air rumus kimia zeolit jenis-jenis zeolit

Evaluasi aktivitas zeolit ​​Y tipe-H

Aktivitas perengkahan zeolit ​​ditentukan dengan kumena sebagai molekul probe, yang menggunakan peralatan tipe aliran yang dilengkapi dengan reaktor fixed-bed. Nitrogen digunakan sebagai gas pembawa pada aliran 3,0 L/jam. Katalis ditekan bebas pengikat dan dihancurkan hingga ukuran partikel 60-80 mesh, dan jumlah katalis adalah 0,26 g.

Dalam kasus perengkahan kumena, nitrogen jenuh dengan kumena yang diuapkan pada 300 °C dilewatkan melalui reaktor (laju aliran kumena cair = 6,0 mL/jam), dan suhu reaksi juga 300 °C. Produk reaksi dianalisis dengan kromatografi gas online dengan detektor ionisasi nyala.

Karakterisasi sampel

Pola bubuk XRD dikumpulkan pada XD-3 Beijing Purkinje General Instrument Co., dengan radiasi monokromatik Cu-Kα (λ = 0,154056 nm) grafit pada 36 kV, 20 mA. Semua sampel dikumpulkan dalam kisaran 5–50 ° dengan mode pemindaian berkelanjutan, dan kecepatan pemindaian diatur menjadi 2 ° / menit.

Gambar pemindaian mikroskop elektron (SEM) ditangkap pada mikroskop elektron pemindaian emisi lapangan Hitachi (S-4800) yang dioperasikan pada tegangan akselerasi 15 kV. Komposisi unsur sampel dilakukan pada spektrometer fluoresensi sinar-X Philips Magix (PW2403) (XRF).

Data dianalisis menggunakan paket perangkat lunak kuantitatif cepat IQ +. Adsorpsi-desorpsi N2 dilakukan pada 77 K di Bei Shi De Instrument Technology (Beijing) Co., Ltd. (3H-2000PS1), dan sampel dihilangkan gasnya pada 250 °C selama 6 h sebelum analisis.

Kristalisasi Zeolit ​​Y dengan Alkalinitas Berbeda

Pola XRD dengan H2SO4/Al2O3 yang berbeda dan waktu kristalisasi yang berbeda diteliti dengan baik. Sampel (A), (B), dan (C) telah menunjukkan puncak difraksi khas zeolit ​​Y, pola XRD sesuai dengan evolusi gel dari prekursor amorf awal (NaY-0-4).

Setelah 8 jam (NaY-0-8) puncak kristalisasi XRD yang sesuai dengan struktur zeolit ​​tipe-Y muncul; setelah itu pada 8-12 jam kristalisasi puncak XRD menjadi lebih jelas, yang menunjukkan pertumbuhan progresif dari kristal hingga 12 jam. Data menunjukkan puncak XRD yang sesuai dengan struktur zeolit ​​tipe FAU yang muncul setelah 48 jam.

Menurut demonstrasi, alkalinitas sistem sintesis secara langsung mempengaruhi waktu kristalisasi. Waktu kristalisasi zeolit ​​Y kristalin tinggi meningkat dari 8 h menjadi 48 h ketika H2SO4/Al2O3 berubah dari 0 menjadi 0,67, dan meluas menjadi 312 h ketika H2SO4/Al2O3 = 1,34. Akhirnya, ketika H2SO4/Al2O3 = 2,01, proses transformasi dari prekursor amorf awal menjadi zeolit ​​tidak dapat terjadi.

XRF

Detail data rasio SiO2/Al2O3 menunjukkan bahwa alkalinitas sistem sintesis memiliki dampak penting pada rasio SiO2/Al2O3 zeolit ​​NaY. Rasio SiO2/Al2O3 sampel meningkat dari 4,54 menjadi 6,45 dengan H2SO4/Al2O3 dalam gel berubah dari 0 menjadi 1,34.

SEM

Data SEM; (a) menunjukkan partikel bola yang relatif seragam dalam kisaran ukuran 0,8-1,0 μm. Di bawah alkalinitas yang lebih rendah dari sistem sintesis, ukuran partikel sampel (c) meningkat menjadi 1,5 μm, dan sampel (e) ukuran partikel sekitar 4,0 μm; hukum variasi tentang ukuran partikel ini telah dilaporkan dalam literatur. Perlu disebutkan bahwa permukaan partikel ini kasar dan bersudut; karakteristik morfologi memudahkan membedakan kristal dan amorf.

Perengkahan Katalitik

Aktivitas katalitik sampel menunjukkan; HY-0-12 memiliki aktivitas terendah, konversi dekomposisi hanya 12,7%, dan aktivitas katalitik menghilang ketika reaksi berlangsung selama sekitar 70 min. Hal ini disebabkan oleh kandungan zeolit ​​yang rendah; sampel HY-0-12 terutama terdiri dari bahan silika-alumina amorf.

Namun, sampel HY-0.67-48, HY-0.67-72, dan HY-0.67-144 memiliki kinerja yang lebih baik; khususnya konversi HY-0,67-48 dapat mencapai setinggi 88,3% pada awal reaksi dan 20,0% ketika reaksi berlangsung selama sekitar 390 min; konversi HY-0.67-72 dan HY-0.67-144 sedikit lebih rendah dari HY-0.67-48, masing-masing 72% dan 75%. Aktivitas katalitik terkait dengan kristalinitas relatif, di bawah kondisi rasio SiO2/Al2O3 yang sama; semakin tinggi kristalinitas relatif, semakin tinggi aktivitas katalitik.

Selain itu, kami menemukan aktivitas berkurang dengan meningkatnya waktu reaksi. Hal ini terutama disebabkan oleh deposit kokas pada katalis; pengendapan coke dapat memblokir pori-pori zeolit ​​​​dan mencegah kontak situs aktif dengan cumene.

Kesimpulan

Kami telah menunjukkan bahwa zeolit ​​Y silika tinggi dapat disintesis menggunakan metode sintesis langsung tanpa menambahkan aditif organik atau SDA. Kristalinitas relatif dan waktu kristalisasi partikel zeolit ​​NaY dapat dikontrol dengan rasio H2SO4/Al2O3 gel sintesis.

Waktu kristalisasi juga dapat diterima bila gel sintesis Na2O : Al2O3 : SiO2 : H2O : H2SO4 = 4.3 : 1 : 10 : 180 : 0.67. XRD dan XRF menunjukkan bahwa nanokristal zeolit ​​Y yang diperoleh memiliki kristalin yang tinggi dan rasio SiO2/Al2O3 yang tinggi.

Nanokristal Y zeolit ​​​​yang disintesis menunjukkan adsorpsi N2 yang tinggi dan luas permukaan BET dan volume mikropori masing-masing ditentukan menjadi 911,4 m2/g dan 0,33 cm3/g. Selain itu, dibandingkan dengan zeolit ​​Y silika rendah, zeolit ​​Y silika tinggi hasil sintesis menunjukkan kinerja perengkahan yang sangat baik.


harga zeolit harga zeolit per kg harga zeolit filter harga zeolit alam harga zeolit bubuk harga zeolit alam per kg harga zeolit per sak harga zeolit untuk filter air harga zeolit powder jual batu zeolit jual zeolit jual pasir 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.