بررسی ویژگی ساختاری زئولیت 5-ZSM با مقدار سیلیکای متوسط تهیه شده با اتانول

نویسندگان

1 استادیار مهندسی شیمی، گروه مهندسی مواد، شیمی و ایمنی، مجتمع آموزش عالی اسفراین، اسفراین، ایران

2 دکترای شیمی، گروه کاتالیست، شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی مرکز تهران، تهران، ایران

doi
10.30495/jacr.2021.686092
چکیده

قالب‌ها نقش مهمی را در تبلور زئولیت‌ها ایفا می‌ کنند. ترکیب های آمونیمی رایج‌ترین الگو‌های مورداستفاده در تهیه زئولیت 5-ZSM هستند. که به دلیل قیمت، سمیت و خورندگی زیاد می‌توانند مشکل های فراوانی را در مقیاس بالا ایجاد کنند. در پژوهش حاضر امکان‌پذیری تولید 5-ZSM با سیلیکای متوسط با اتانول در دم فشار همزن دار 5 لیتری (rpm 450) و با منابع آلومینا و سیلیکا ارزان‌قیمت و در دسترس بررسی شد. به کمک پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف شناسی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) ، میکروسکوپ الکترونی پویشی گسیل میدانی (FE-SEM)، طیف‌شناسی تفکیک انرژی (EDS)، فلورسانس پرتو ایکس (XRF)، تجزیه وزن‌سنجی گرمایی (TGA) و روش BET، اثر عامل های موثر بر ویژگی های ساختاری زئولیت بررسی شد. نتیجه ها نشان می‌ دهد که کوچک بودن اتانول و پیوند ضعیف آن با گروه‌های انتهایی Si-OH در آنیون‌های سیلیکات، مدت بلورسازی و حساسیت ساختار به عامل های سنتزی را افزایش می‌دهد. با این حال، تنظیم مناسب این عامل ها، امکان تهیه 5-ZSM با سیلیکا متوسط را با خلوص، بلورینگی و سطح ویژه بالا فراهم ساخت. نسبت‌های بالای OH-/SiO2 در سامانه، با افزایش سرعت هسته‌زایی و کاهش رشد بلور، منجر به کاهش نسبت ابعادی Lc/La در بلور شد. همچنین، افزایش میزان Si/Al رشد سینتیکی بلور را در جهت b تقویت کرد و موجب پدیدارشدن بلورهای دوقلوی شش‌ضلعی شد. در پایان، نسبت OH-/SiO2 برابر با 0/15 و مدت تبلور 40 ساعت، به عنوان مناسب‌ترین شرایط برای تهیه 5-ZSM خالص با SiO2/Al2O3 برابر با 50، بازدهی بالای 90 %، بلورینگی نسبی 100 % و سطح ویژه 1-443m2gانتخاب شد.