Yang Harus Anda Tahu Tentang Zeolit ​​Hierarkis

Banyak penelitian telah dilakukan untuk mempersiapkan zeolit ​​dengan struktur hierarki. Bukaan pori-pori zeolit ​​​​sebagai bahan berpori mikro membatasi aplikasinya pada molekul besar. 

Sejak ditemukan oleh peneliti Mobil dan Kuroda dan rekan kerjanya, saringan molekuler mesopori dengan ukuran mesopori yang dapat disesuaikan telah dikembangkan dengan baik dan telah menarik banyak perhatian karena struktur dan komposisinya yang dapat dikontrol, yang membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi dalam katalisis, adsorpsi, pemisahan, kromatografi, dll.

Mesopori Zeolit

Perhatikan bahwa bahan mesopori dapat ditargetkan untuk molekul besar yang tidak dapat masuk ke pori mikro zeolit. Namun, tidak seperti zeolit, dinding mesopori bersifat amorf, bukan kristal. Akibatnya, keasaman aluminosilikat mesopori lebih lemah daripada zeolit ​​asam.

Oleh karena itu, aluminosilikat mesopori tidak dapat menunjukkan sifat katalitik yang spektakuler tidak seperti zeolit ​​asam. Selain itu, stabilitas hidrotermalnya rendah dan penggunaan industrinya sebagai katalis agak terbatas hingga saat ini.

Untuk mengatasi masalah difusi yang berdampak buruk pada kinerja katalis zeolit, berbagai strategi, termasuk penurunan ukuran partikel dan penciptaan porositas meso/makro tambahan, telah berhasil dilakukan, dan hasilnya dirangkum dalam makalah ulasan yang sangat baik. Di sini pengembangan hierarkis aluminosilikat mikro dan mesopori sebagai katalis asam ditampilkan.

Zeolit ​​larut dalam larutan NaOH berair yang sangat pekat. Perlakuan basa terkontrol zeolit ​​​​mengarah pada pembentukan mesopori di dalam kristal serta desilikasi. Jumlah nitrogen yang teradsorpsi pada tekanan yang relatif rendah tidak berubah secara signifikan, menunjukkan bahwa struktur mikropori tetap melalui proses perlakuan alkali.

Ogura dkk. mengklaim bahwa alkali pasca perawatan tidak menyebabkan keasaman yang lebih kuat tetapi mengarah ke tingkat difusivitas yang lebih besar di dalam kristal zeolit, memberikan akses yang lebih mudah ke pintu masuk mikro melalui mesopori yang dibuat oleh perawatan.

Jansen dkk. pertama kali melaporkan persiapan komposit yang terdiri dari saringan molekuler mesopori dengan tektosilikat interporous, yang ditetapkan sebagai aluminosilikat nanokristalin berpori (PNA). PNA-1 dan PNA-2 disintesis melalui rekristalisasi parsial permukaan aluminosilikat interporous MCM-41 dan HMS masing-masing dengan templat tetrapropilamonium (TPA) yang ditukar ion.

Aktivitas katalitik PNA dan bahan mesopori induk dalam perengkahan kumena diselidiki. Mempertimbangkan bahwa konversi kumena selama empat aluminosilikat mesopori tidak terbatas difusi, konversi kumena yang ditingkatkan pada PNA dianggap berasal dari peningkatan keasaman Brønsted, yang juga tercermin oleh aktivitas perengkahan n-heksana awal dari PNA yaitu sekitar empat kali lipat. setinggi bahan MCM-41 dan HMS.

PNA tidak menunjukkan penonaktifan yang signifikan selama 3 jam pada aliran dalam reaksi kumena. Jenis pendekatan berdasarkan nukleasi unit bangunan zeolit ​​​​di dinding bahan mesopori diselidiki secara ekstensif karena ini memungkinkan kami untuk mendapatkan bahan komposit yang memiliki karakteristik bahan zeolit ​​​​dan mesopori. Pinnavaia dkk. melaporkan persiapan komposit mesopori dari zeolit ​​tipe FAU-, MFI dan *BEA dengan merakit biji zeolit, dan aktivitasnya yang ditingkatkan untuk reaksi katalis asam.

Penciptaan mesoporositas intrakristalin selama sintesis zeolit ​​​​adalah cara yang efektif untuk mendapatkan zeolit ​​hierarkis; kristalisasi dilakukan dengan adanya template berstruktur nano yang dapat dilepas seperti partikel karbon dan manik-manik polimer.

Metode templating ini memberikan kontrol ukuran pori yang jauh lebih baik daripada pendekatan pengukusan dan pencucian kimia konvensional untuk pembentukan mesopori dalam zeolit. Namun, secara umum, templat partikel seperti itu biasanya menghasilkan ukuran pori rata-rata yang terlalu besar (> 10 nm) dan distribusi ukuran pori yang terlalu luas (lebar> 10 nm pada setengah maksimum) untuk mencapai selektivitas produk yang tinggi dalam reaksi perengkahan katalitik.

Wang dan Pinnavaia melaporkan preparasi zeolit ​​LKM dengan mesopori intrakristal kecil dan seragam; nukleasi ZSM-5 dengan adanya polimer polietilen sililasi menghasilkan kristal komposit yang mengandung polimer yang dipisahkan fase. Kalsinasi kristal menghasilkan zeolit ​​dengan mesopori intrakristal seragam yang lebih kecil dari 10 nm, yang cocok untuk konversi katalitik selektif ukuran molekul besar.

Sakthivel dkk. menunjukkan rute baru untuk sintesis saringan molekuler mesopori dengan karakteristik mikro, yaitu saringan molekul aluminosilikat mesopori yang direplikasi RMM-1 dan RMM-3, yang masing-masing direplikasi dari saringan molekul karbon mesopori CMK-1 dan CMK-3, dengan menggunakan prekursor Zeolit ​​ZSM-5.

Mereka terbukti menunjukkan struktur mesopori yang analog dengan Al-MCM-48 dan Al-SBA-15, masing-masing, tetapi memiliki karakteristik mikropori unik yang dikaitkan dengan keberadaan unit bangunan sekunder zeolit ​​dalam kerangka Ogura et al. telah membuka rute unik untuk sintesis bahan mesopori dengan karakteristik zeolitik.

Langkah Pembuatan Sintesis

Sintesis didasarkan pada proses penataan ulang padat di dalam kerangka aluminosilikat mesopori, Al-SBA-15, menggunakan metode transportasi fase uap (VPT)4. Sintesis bahan ini terdiri dari langkah-langkah berikut:

1. Persiapan bahan mesopori, SBA-15;

2. Masuknya Al pada permukaan mesopori;

3. Pengisian karbon di dalam mesopori; dan

4. VPT untuk zeolitisasi. Komposit Al-SBA-15/karbon dikristalisasi dengan adanya uap dari structure directing agent (SDA) yang terdiri dari ethylenediamine dan triethylamine.

Dalam proses ini, nukleasi terbatas pada dinding mesopori. Akibatnya, pembentukan campuran fisik zeolit ​​dan Al-SBA-15 terhambat. Selanjutnya, komponen karbon yang dimasukkan ke dalam mesopori bertindak sebagai 'pengisi' untuk menahan runtuhnya mesostruktur. Jika pengisi karbon tidak ada, agregasi khas zeolit ​​terbentuk. Produk yang dikalsinasi ditetapkan sebagai bahan mesopori zeolit ​​(ZMM-1).

Meskipun pola XRD dari ZMM-1 yang dikalsinasi menunjukkan tidak ada puncak difraksi dalam kisaran 2 dari 5 - 40º yang berasal dari kristal zeolit, spektrum FT-IR ZMM-1 menunjukkan puncak yang intens pada 560 cm-1, yang dikaitkan dengan ke pita serapan dari cincin beranggota lima dalam kerangka ZSM-5.

Hasil ini menunjukkan bahwa ZMM-1 memiliki unit bangunan primer atau sekunder zeolitik. Energi aktivasi perengkahan kumena pada ZMM-1 adalah setengah dari energi aktivasi pada Al-SBA-15 amorf dan nilainya tampaknya mendekati pada kristal ZSM-5. Hasil ini menyiratkan bahwa situs aktif, keasaman dalam hal ini, dihasilkan pada ZMM-1, yang karakternya mendekati ZSM-5.

Triisopropilbenzena (TIPB) lebih besar daripada kumena, dan terlalu besar untuk masuk ke saluran 10MR ZSM-5, menghasilkan konversi rendah dan selektivitas penuh menjadi diisopropilbenzena (DIPB). Konversi pada ZMM-1 jauh lebih tinggi dan kumena, produk retak sekunder TIPB, diamati pada produk Sebuah polimer kationik telah digunakan sebagai template untuk mempersiapkan zeolit ​​hierarkis41.

Zeolit ​​beta mesopori hierarkis dikristalkan dengan adanya tetraetilamonium hidroksida (TEAOH) dan polimer kationik skala meso, polidialildimetilamonium klorida (PDADMAC) dengan berat molekul 1x105 - 1x106. Gambar SEM dari sampel yang dikalsinasi mengungkapkan adanya partikel yang hampir seragam berukuran sekitar 600 nm.

Selanjutnya, gambar SEM dan TEM di bawah perbesaran tinggi jelas menunjukkan mesoporositas hierarkis dalam kisaran 5 - 40 nm. Pembentukan mesoporositas hierarkis dikaitkan dengan agregasi polimer kationik PDADMAC. Polimer kationik dapat secara efektif berinteraksi dengan spesies silika anorganik bermuatan negatif dalam media alkali, menghasilkan mesoporositas hierarkis.

Berbagai beta zeolit ​​yang diperoleh digunakan untuk alkilasi benzena dengan propan-2-ol sebagai model reaksi katalitik. Zeolit ​​beta mesopori hierarkis menunjukkan aktivitas dan selektivitas yang tinggi serta umur katalis yang lama dibandingkan dengan zeolit ​​beta konvensional.

Sintesis zeolit ​​mesopori hierarkis tidak terbatas pada varietas beta; Zeolit ​​ZSM-5 mesopori hierarkis diperoleh dengan menggunakan campuran kopolimer tetrapropilamonium hidroksida dan dimetildialil amonium klorida akrilamida.

Kombinasi bahan pengarah struktur zeolit ​​dan bahan pengarah struktur meso dapat berguna untuk membuat zeolit ​​hierarkis. Ryoo dkk. molekul surfaktan amfifilik yang baru dirancang dengan panjang rantai berbeda, [(CH3O)3SiC3H6N(CH3)2CnH2n+1]Cl, n = 12-18, yang mengandung gugus alkilamonium rantai panjang seperti surfaktan dan gugus metoksisilil yang dapat dihidrolisis, dihubungkan bersama oleh ikatan Si–C, yang stabil secara kimia di bawah berbagai kondisi sintesis zeolit.

Akibatnya, ZSM-5 dan LTA mesopori dengan mesopori yang dapat disetel telah berhasil disintesis. Ukuran mesopori dapat disetel dengan baik dalam kisaran 2 - 20 nm, tergantung pada struktur molekul silane pengarah mesopori dan kondisi sintesis hidrotermal. Profil NH3-TPD menunjukkan bahwa ZSM-5 mesopori (bentuk H+, Si/Al = 20) memiliki situs asam kuat, mirip dengan ZSM-5 tipikal.

Bahan ZSM-5 mesopori rakitan (SAM) menunjukkan keasaman yang sedikit lebih tinggi dibandingkan dengan Al-MCM-41, tetapi keasamannya masih jauh lebih lemah daripada zeolit ​​ZSM-5 mesopori ini dan ZSM-5 tipikal. Perbedaan keasaman ini dikonfirmasi oleh transformasi metanol menjadi olefin/bensin; ZSM-5 mesopori dan ZSM-5 tipikal sama-sama aktif (konversi 86 berbanding 90%), sementara Al-MCM-41 dan SAM tidak menunjukkan konversi katalitik yang terukur.

Dari hasil tersebut, Ryoo et al. mengklaim bahwa SAM yang hanya memiliki orde atom jarak pendek („pseudozeolitik‟ atau protozeolit‟) tidak dapat menunjukkan keasaman kuat seperti zeolit ​​sejati. Sifat katalitik untuk reaksi yang melibatkan molekul organik besar juga diselidiki. Seperti yang diharapkan, ZSM-5 mesopori juga menunjukkan aktivitas katalitik yang luar biasa dalam sintesis jasminaldehyde (α-n-amylcinnamaldehyde) dan vesidryl (2‟,4,4‟-trimethoxychalcone) dibandingkan dengan ZSM-5 khas, Al-MCM- 41 dan SAM.

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.