Tổng hợp zeolit loại A từ các hỗn hợp metakaolin được kích hoạt cơ học

Journal of Materials Science - Tập 48 - Trang 6276-6285 - 2013
V. Yu. Prokof’ev1, N. E. Gordina1, A. M. Efremov1
1Ivanovo State University of Chemical and Technology, Ivanovo, Russia

Tóm tắt

Zeolit A đã được tổng hợp từ các hỗn hợp rắn metakaolin, natri hydroxide và nhôm oxit được kích hoạt cơ học. Các giai đoạn của quá trình xử lý nhiệt cũng như tinh thể hóa thủy nhiệt đã được nghiên cứu và tối ưu hóa. Kích thước hạt zeolit A được đo trực tiếp bằng kính hiển vi điện tử quét cũng như được tính toán từ dữ liệu phổ tán xạ tia X. Độ ổn định nhiệt của zeolit A được nghiên cứu bằng phân tích nhiệt vi sai. Kết quả cho thấy nhiệt độ xử lý nhiệt tối ưu cung cấp sản lượng zeolit A khoảng 65 wt% và kích thước hạt trong khoảng 0.2–0.3 μm là 600 °C. Việc tăng nhiệt độ xử lý nhiệt hơn nữa dẫn đến giảm lượng pha tinh thể zeolit A cũng như sự hình thành nepheline. Nó cũng được phát hiện rằng nồng độ NaOH tối ưu cung cấp sản lượng zeolit A khoảng 90 wt% và kích thước hạt lớn hơn 0.7 μm sau giai đoạn tinh thể hóa thủy nhiệt là 2–4 mol/l. Nồng độ kiềm cao hơn dẫn đến giảm lượng pha zeolit A và gây ra sự tái kết tinh thành sodalite. Việc sử dụng KOH trong giai đoạn tinh thể hóa thủy nhiệt cho phép thu được zeolit A chứa kali bằng cách tổng hợp trực tiếp.

Từ khóa

#zeolit A #metakaolin #xử lý nhiệt #tinh thể hóa thủy nhiệt #KOH #NaOH #kích thước hạt

Tài liệu tham khảo

Breck D (1974) Zeolite molecular sieves. Structure chemistry and use. Wiley, New York

Reed TB, Breck DW (1956) J Am Chem Soc 78(23):5972–5977. doi:10.1021/ja01604a002

Rabo JA (ed) (1976) Zeolite chemistry and catalysis. American Chemical Society, Washington

Davis ME (1995) Studies Surf Sci Catal 97:35–44. doi:10.1016/S0167-2991(06)81870-7

Anthony JL, Davis ME (2006) In: Adachi M, Lockwood DJ (eds) Self-organized nanoscale materials. Springer, New York, pp 159–185. doi:10.1007/0-387-27976-8_4

Maier WM (1968) Molecular sieves. Society of Chemical Industry, London

Niwa M, Katada N, Okumura K (2010) Characterization and design of zeolite catalysts solid acidity shape selectivity and loading properties. Springer-Verlag, Berlin

Delprato F, Delmotte L, Guth JL, Huve L (1990) Zeolites 10(6):546–552. doi:10.1016/S0144-2449(05)80310-0

Baerlocher Ch, McCusker LB, Chiappetta R (1994) Micropor Mater 2(4):269–280. doi:10.1016/0927-6513(93)E0062-L

Bergerhoff G, Koyama H, Nowacki W (1956) Experientia 12(11):418–419. doi:10.1007/BF02157360

Treacy MMJ, Vaughan DEW, Strohmaier KG, Newsam JM (1996) Proc R Soc Lond A 452(1947):813–840. doi:10.1098/rspa.1996.0041

Lobo RF, Zones SI, Davis ME (1995) J Incl Phenom Macro Chem 21(1–4):47–78. doi:10.1007/BF00709411

Pavlov ML, Travkina OS, Basimova RA, Pavlova IN, Kutepov BI (2009) Pet Chem 49(1):36–41. doi:10.1134/S0965544109010071

Miao Q, Zhou Z, Yang J, Lu J, Yan S, Wang J (2009) Front Chem Eng China 3(1):8–11. doi:10.1007/s11705-009-0094-8

Jadambaa T, Kiyoshi O, Kenneth JD, MacKenzie KJD (2002) Mater Lett 52(1–2):91–95. doi:10.1016/S0169-1317(01)00082-5

Pat RU 2321539 (C2) Synthetic granulated A-type zeolite preparation process. Appl 13.03.2006. Publ 10.04.2008 Bull 10

Avvakumov E, Senna M, Kosova N (2002) Soft mechanochemical synthesis: a basis for new chemical technologies. Kluwer Academic Publishers, New York

Baláž P (2008) Mechanochemistry in Nanoscience and minerals engineering. Springer-Verlag, Berlin

Boldyrev VV, Tkáčvá K (2000) J Mater Syn Proc 8(3/4):121–132. doi:10.1023/A:1011347706721

Gordina NE, Prokof’ev VYu, Il’in AP (2003) Rus J Appl Chem 76(4):661–662. doi:10.1023/A:1025772111644

Gordina NE, Prokof’ev VYu, Il’in AP (2005) Glass Ceram 62(9–10):282–286. doi:10.1007/s10717-005-0092-3

Pat RU 2317945 (C1). Method of preparing granulated A-type zeolite. Appl 07.07.2006. Publ 27.02.2008 Bull 6

Prokofiev VYu, Gordina NE, Zhidkova AB (2011) Izv Vyssh Uchebn Zaved Khim Khim Tekhnol 54(12):81–84 (Rus)

Prokof’ev VYu, Gordina NE, Zhidkova AB, Efremov AM (2012) J Mater Sci 47(14):5385–5392. doi:10.1007/s10853-012-6421-3

Prokof’ev VYu, Gordina NE, Zhidkova AB (2012) Rus J Appl Chem 85(7):1077–1082. doi:10.1134/S1070427212070142

Pat RU 2446101 (C1) Method of producing synthetic granular type A zeolite. Appl 18.11.2010. Publ 27.03.2012 Bull 9

Pat. US 4534947 (A) Process for direct synthesis of sodium- and potassium-containing zeolite A. Field 04.05.1984. Date of Patent 13.08.1985

Prokof’ev VYu (2010) Glass Ceram 67(3–4):118–122. doi:10.1007/s10717-010-9241-4

Prokof’ev VYu (2012) Kinet Catal 53(5):616–619. doi:10.1134/S0023158412050126

Thomas JM, Vaughan DEW (1989) J Phys Chem Solids 50(5):449–467. doi:10.1016/0022-3697(89)90425-3

Ekström T, Chatfield C, Wruss W, Maly-Schreiber M (1985) J Mater Sci 20(4):1266–1274. doi:10.1007/BF01026322

Leshchev NV, Prokof’ev VYu, Gordina NE (2010) Izv Vyssh Uchebn Zaved Khim Khim Tekhnol 53(11):81–83 (Rus)

Pietsch WB (1984) In: Fayed NE, Otten L (eds) Handbook of powder science and technology. Van Nostrand, New York, pp 231–251

Thông tin
Thông tin xuất bản

Journal of Materials Science

Tập 48

6276-6285

Thông tin tác giả