تبلیغات
تبلیغات متنی
محبوبترینها
قیمت انواع دستگاه تصفیه آب خانگی در ایران
نمایش جنگ دینامیت شو در تهران [از بیوگرافی میلاد صالح پور تا خرید بلیط]
9 روش جرم گیری ماشین لباسشویی سامسونگ برای از بین بردن بوی بد
ساندویچ پانل: بهترین گزینه برای ساخت و ساز سریع
خرید بیمه، استعلام و مقایسه انواع بیمه درمان ✅?
پروازهای مشهد به دبی چه زمانی ارزان می‌شوند؟
تجربه غذاهای فرانسوی در قلب پاریس بهترین رستوران‌ها و کافه‌ها
دلایل زنگ زدن فلزات و روش های جلوگیری از آن
خرید بلیط چارتر هواپیمایی ماهان _ ماهان گشت
سیگنال در ترید چیست؟ بررسی انواع سیگنال در ترید
بهترین هدیه تولد برای متولدین زمستان: هدیه‌های کاربردی برای روزهای سرد
صفحه اول
آرشیو مطالب
ورود/عضویت
هواشناسی
قیمت طلا سکه و ارز
قیمت خودرو
مطالب در سایت شما
تبادل لینک
ارتباط با ما
مطالب سایت سرگرمی سبک زندگی سینما و تلویزیون فرهنگ و هنر پزشکی و سلامت اجتماع و خانواده تصویری دین و اندیشه ورزش اقتصادی سیاسی حوادث علم و فناوری سایتهای دانلود گوناگون
مطالب سایت سرگرمی سبک زندگی سینما و تلویزیون فرهنگ و هنر پزشکی و سلامت اجتماع و خانواده تصویری دین و اندیشه ورزش اقتصادی سیاسی حوادث علم و فناوری سایتهای دانلود گوناگون
آمار وبسایت
تعداد کل بازدیدها :
1834782762
زئولیت ها (2)
واضح آرشیو وب فارسی:راسخون:
زئولیت ها (2) مترجم : حبیب الله علیخانی منبع : اختصاصی سایت راسخون زئولیت های طبیعی برای 200 سال (از زمان کشف تاکنون) مینرال زئولیت (زئولیت طبیعی) مورد استفاده قرار گرفته است. ولی به خاطر محدود بودن منابع آن امکان استفاده از زئولیت طبیعی در استفاده های گسترده ی تجاری وجود ندارد. از اواخر دهه ی 1950 تا 1962کشف های زمین شناسی نشان داده که رسوبات ته نشین شده از زئولیت در غرب ایالات متحده ی آمریکا وجود دارد (البته این منابع تنها در مورد آمریکا گزارش شده و از بیان منابع آن در جهان خودداری کردیم). این کشف ها نتیجه ی استفاده از آزمون تفق اشعه ی X بر روی سنگ های رسوبی(به صورت پودر 1-5Mm) است. برخی از زئولیت به صورت تک مینرالی و به صورت انبوه تشکیل شده اند و برای استخرا ج مناسبند نوع هایی از زئولیت ها که برای کاربردهای جاذب به صورت تجاری درآمده اند عبارتند از چابازیت، اریونیت، مورد نیت و کلینوتپیلولیت موردنیت و کلینوپتیلولیت در مقادیر کم و برای کاربردهای جاذب مانند مجزاسازهای هوا (Separation air) و برای خشک کردن و خالص سازی استفاده می شوند. زئولیت های طبیعی نیز درکاربردهای بالک مانند پرکننده های کاغذ، سیمان ها و بتن های پوزلانی، درکود شیمیایی و تثبیت های خاک و به عنوان مکمل غذایی برای حیوانات استفاده می شوند. تاریخچه ی مواد غربال کننده ی مولکولی موضوع تحقیقات بر روی مواد غربال کننده ی مولکولی در طی گذشت تقریبا ً شصت سال به مسئله ی ساختارها وترکیبات جدید اختصاص داشته است. کشف ها و پیشرفت های اصلی در زمینه ی مواد غربال کننده ی مولکولی در طی این دوره در جدول (1) آورده شده است.
.jpg)
زئولیت های آلومینو سیلیکاتی و غربال های مولکولی سیلیسی سیر تکامل زئولیت های آلومینوسیلیکاتی از دهه ی 1950 تا دهه ی 1970 اتفاق افتاده است. این سیر تکاملی در جدول (2) آورده شده است. این جدول بر پایه ی افزایش نسبت si به AI در شبکه طبقه بندی گشته است.
.jpg)
چهار گروه دلخواه از آنها عبارتند از: 1) زئولیت های با سیلیس کم 2) زئولیت های با سیلیس متوسط 3) زئولیت های با سیلیس بالا 4) غربال های مولکولی سیلیسی با افزایش نسبت SI به AI شبکه خواص آنها نیز تغییر می کند. در ادامه به طور خلاصه به توضیح آنها می پردازیم. پایداری گرمایی با افزایش درصد سیلیس افزایش می یابد. در واقع پایداری گرمایی زئولیت های با سیلیس کم (700c°) وبرای غربال های مولکولی سیلیسی این عدد 1300 است. بهگزینی سطحی (Surface Selectivity) در زئولیت های با سیلیس کم بسیار آب دوست است. این ویژگی در زئولیت های با سیلیس بالا و غربال های مولکولی سیلیسی برعکس است. در واقع این زئولیت ها آب گریزند. خاصیت اسیدی این مواد با افزایش نسبت si به AI در شبکه تقویت می گردد. با افزایش نسبت SI به AI ، غلظت کاتیون و ظرفیت تبادل یونی ( براساس نسبت آلومینیوم) کاهش می یابد. ساختار زئولیت های با سیلیس کم در اکثر موارد از حلقه های تتراهدرال چهار، شش و هشت تایی تشکیل شده است. ساختارهای مشاهده شده در زئولیت های با سیلیس متوسط از حلقه های پنج تایی تشکیل می شود. در مورد زئولیت های با سیلیس بالا و غربال های مولکولی سیلیسی،ساختار به صورت حلقه های 5تایی تتراهدارال دیده شده است. زئولیت های باسیلیس کم که با نام های X و A نمایش داده می شوند، دارای آلومینیوم اشباع شده هستند و دارای بالاترین میزان غلظت کاتیون هستند. و از خود خواص جذبی اپتیمم نشان می دهند و دارای سیستم کانال سه بعدی و اندازه ی تخلخل های مناسبی دارند. این نوع از زئولیت ها دارای سطحی بسیار ناهمگن است. و بهگزینی سطحی آنها به صورت آب دوست است. زئولیت های با نسبت Si بهA1 متوسط (2-5=Si/AI ) عبارتند از زئولیت های طبیعی مانند اریونیت، چابازیت، کلینوپتیلولیت و موردنیت. همچنین این گروه از زئولیت ها شامل زئولیت های مصنوعی مانند Y، موردنیت مصنوعی، امگا و L است این مواد هنوز در گستره ی آب دوست هستند. زئولیت های با سیلیس بالا که در آنها نسبت Si به Ai بین 10-100 است را می توان بوسیله ی اصلاح ترموشیمیایی شبکه ی زئولیت های آب گریز و یا بوسیله ی سنتز مستقیم تهیه کرد. در روش اصلاحی انواع متنوعی از زئولیت های پایدار شده و سیلیسی مانند Y، موردنیت و اریونیت و بسیاری دیگر از زئولیت ها بوسیله ی بخار کردن و استخراج اسیدی تولید می شوند. گزارش شده است که این مواد آب گریز و آرگانوفیلیک هستند و دارای اندازه ی تخلخلی بین 0.8-0.4nm می باشند. تعداد زیادی از زئولیت های با سیلیس بالا بوسیله ی سنتز مستقیم تولید می شوند. این زئولیت ها عبارتند از زئولیت بتا ، FU-1,NU-1,ZMS-34,ZMS-21,ZMS-12,ZMS-11,ZSM-5 و ساختارهای آلومینوسیلیکات فروسیلیکاتی (ferrisilicate) و بروسیلیکاتی. مثال هایی از غربال های مولکولی سیلیسی عبارتند از: سیلیکالیت (Silicalite)، سیلیکالیت فلوراید. سیلیکالیت -2 ، TEA- سیلیکات. دو نوع از زئولیت های ZSM-5 و سیلیکالیت دارای اهمیت تجاری هستند. به طور خلاصه هنگامی که با خواص زئولیت های کم سیلیسی و سیلیس متوسط را با زئولیت های با سیلیس بالا و غربال های مولکولی سیلیسی مقایسه می کنیم، می فهمیم که خواص موجود در آنها اجازه می دهد تا از نوع کم سیلیس و سیلیس متوسط برای زدودن آب ا ز مواد آلی و برای جداسازی و کاتالیز جریان های خشک استفاده کنیم. در مقابل، از زئولیت های آب گریز با سیلیس بالا و غربال های مولکولی سیلیسی می توان برای زدودن و بازیافت مواد آلی از جریان های آب و جداسازی و کاتالیز در حضور آب بهره ببریم. مواد کشف شده از دهه ی 1980 به بعد از دهه ی 1980 به بعد زمان انتشار زیاد در زمینه ی کشف ترکیبات و ساختارهای جدید در زمینه ی غربال های مولکولی است این مساله را می توان از مقایسه ی تعداد ساختارها و مواد جدید شناخته شده پس از دهه ی 1980 نسبت به سال های قبل فهمید. در زمینه ی ساختار زئولیت ها اطلس هایی انتشار یافته است که اولین آنها در سال 1978 منتشر شد. این اطلس شامل 38 نوع ساختاری بود. چاپ دوم آن که در سال 1987 منتشر شد شامل 64 عدد، سومین چاپ (1992) شامل 85 و چاپ آخر آن که در سال 2007 به چاپ رسیده است دارای 176 عدد می باشد بنابراین 112 نوع ساختاری جدید از سال1978 تاکنون شناخته شده است. به هر حال این مساله باید تذکر داده شود. این اطلس به طور صحیح در مورد تخلخل های میکرونی یا مواد غربال کننده ی مولکولی توضیح نداده است. (مثلا آنها برای همه ی گروه های مواد مناسب نیستند) و بنابراین نمی توانند به طور بازگشت پذیر ملکولها را جذب کنند. خاصیت کاتالیزوری خود را به طور دائم حفظ کنند. متأسفانه این اطلس تنها اطلاعات محدودی از پایداری ساختاری آنها بیان می کند. دهه ی 1980 در دهه ی1980 کارهای فراوانی در زمینه ی کاربرد و سنتز ZMS-5 و تعداد زیادی از اعضای خانواده ی زئولیت های با سیلیس بالا انجام شده است. در سال 1982، غربال های مولکولی کریستالی با تخلخل های میکرونی از جنس آلومینوفسفات ها بوسیله ی ویلسون (Wilson) و همکارانش توصیف شد. پس از آن و در سال 1986 که باید، اعضای دیگری از خانواده ی غربال های مولکولی برپایه ی آلومینوفسفات مانند ElAPSO , ELAPO, MeAQSO, MEAPO,SAPO تولید و ارائه شدند. به خاطر آنکه در سنتز چارچوپ های سلیسی و آلومینوسیلیکاتی (مخصوصا ً ZMS-5 ) فلزاتی همچون آهن، گالیوم، تیتانیم، ژرمانیم و... استفاده می شد، تلاش های زیادی بر روی سنتز غربال های مولکولی از جنس متالوسیلیکات انجام شد. دهه ی 1980 همچنین به عنوان دهه ی توسعه در زمینه ی سنتز ثانویه و اصلاح شیمیایی زئولیت ها معروف است. شبکه های غنی شده از سیلیسیم در بیش از دوازده نوع زئولیت با استفاده از روش های زیر تعریف شدند: 1) اصلاح ترموشیمیایی بوسیله استخراج اسیدی ثانویه و یا بدون آن 2) شیمی محلول آبی رقیق آمونیوم فلئوروسیلیکات 3) عملیات فراوری در دمای بالا بوسیله ی سیلیسیم تتراکلراید 4) عملیات فراوری در دمای پایین بوسیله ی گازهای فلئورین به طور مشابه جانشینی شبکه ی فلزی با استفاده از شیمی محلول آبی رقیق از آمونیوم فلئورو سیلیکات گزارش شده است در این روش فلزاتی همچون آهن، تیتانیم، کروم و قلع بوسیله ی تکنیک های سنتز ثانویه در داخل شبکه ی زئولیتی وارد می شوند. کشف غربال های مولکولی بر پایه ی آلومینوفسفات در سال 1982 یک کار بسیار مهم بود. این نوع از زئولیت ها که گروهی جدید از غربال های مولکولی آلومینوفسفاتی هستند بوسیله ی ویلسون و همکارانش گزارش شده اند. برخی از عناصر سیزده گانه ای که در سال 1986 به همراه شبکه های آلومینوفسفاتی استفاده شدند عبارتند از: Ge,Ga,Zn,Co,Mn,Fe,Ti,Si,Mg,B,Be,Li و ASاین منبع جدید از مواد غربال کننده ی مولکولی غربال های مولکولی بر پایه ی 〖ALPO〗_4را ساختند که دارای بیش از 24 ساختار و 200 ترکیب بودند. در جدول (3) ساختارهای اصلی نشان داده شده است. این ساختارها شامل 15 ساختار جدید هستند که 7 ساختار آن در زئولیت های (-34,-44,-47) CHA ، (ERI(-17 ، (GIS(-43 ،LEV(-35) ، SOD (-20),FAU(-37), LTA(-112) دیده می شود.
.jpg)
همچنین اندازه ی تخلخل ها و حجم اشباع تخلخل ها بوسیله ی آب نیز برای هر ساختار نشان داده شده است. این ساختارها ابتدا از غربال های مولکولی با تخلخل بسیار بزرگ با کانال یک بعدی هجده حلقه تشکیل شده اند که اندازه ی آزاد تخلخل ها 1025nm است. در ادامه غربال های با تخلخل های بزرگ (0.7-0.8nm)، تخلخل های متوسط (0.6-nm)، تخلخل های کوچک (0.4nm) و تخلخل های بسیار کوچک (0.3nm) بیان شده اند حجم تخلخل هایی که بوسیله ی آب اشباع شده اند در گستره ی 0.35-0.16 سانتیمتر مکعب بر گرم است. که این اعداد با ارقام مشاهده شده در مورد زئولیت ها قابل قیاس می باشد. افزوده شدن عناصر دیگر به واکنش دهنده های آلومینوفسفاتی برای مثال سیلیسیم و یون های فلزی Fe,Mn,Co,Mg موجب پدید آمدن خانواده ی متالوآلومینوفسفات ها (MeAPO) می شوند. افزوده شدن سایر عناصر موجب پدید آمدن خانواده ی ELAPO می شود که در این خانواده عناصر اضافه شده درکنار شبکه ی ALPO4 همنهشتی دارد. محصولات غربال کننده ی مولکولی که از جنس آلومینو فسفات ها ساخته شده اند دارای فرمول زیر هستند (شکل 1)
.jpg)
در این فرمول : R یون آمینی یا یون 4 گانه ی آمونیومی است و غربال مولکولی ALPO4 باید برای فرآوری در دمای 400-600 درجه سانتیگراد کلسینه گردد تا آب و گروه R از آن زدوده شود و یک غربال مولکولی آلومینوفسفاتی با تخلخل میکرونی پدید آید. ویژگی غربال های مولکولی آلومنیوفسفاتی ترکیب شبکه متنوع با نسبت AL به P یک است. ویژگی های دیگر این شبکه عبارتند از: درجه ی بالای تنوع ساختاری وگستره ی اندازه ی تخلخل و حجم تخلخل متنوع . زئولیت های با اندازه ی تخلخل بالا به مواد هجده حلقه ای (VPI-5) معروف اند. این مواد شبکه هایی خنثی هستند و بنابراین دارای هیچگونه قابلیت تبادل یونی یا خاصیت کاتالیستی نیستند. خاصیت بهگزینی سطحی آنها به صورت آب دوست است. این مواد دارای پایداری هیدروترمال وگرمایی بیش از 1000C° هستند. در واقع این مواد می توانند پایداری گرمایی بیش از1000C° داشته باشند و در برابر جریانات با دمای بیش از 600C° مقاومت کنند. خانواده ی سیلیکو آلومینوفسفات ها شامل بیش از 16 ساختار میکروپورس می شوند که 8 تا از آنها هرگز در زئولیت های قبلی دیده نشده است. ترکیب بی آب SAPO را می توان به صورت زیر نشان داد: (ALYP_Z)O_2 0-0.3R(〖Si〗_x) که در آن Z,Y,X کسر مولی عناصر شبکه هستند. X کسر مولی سیلیسیم است و مقدار آن در گستره ی 0. 20-0.02 ( براساس روش سنتز و نوع ساختار) است .البته این گستره ی ارائه شده برای X حالت نمونه وار داشته زیرا عدد 0.8نیز برای X گزارش شده است. ورود سیلیسیم به مکان های فسفری هیدروترمال باعث پدید آمدن شبکه های با بار منفی می شود که این مسئله موجب پدید آمدن خاصیت تبادل یونی و خاصیت کاتالیستی اسیدی در این شبکه ها می شود. مانند غربال های آلومینو سیلیکاتی این غربال ها نیز پایداری گرمایی و هیدورترمال استثنایی دارند. در خانواده ی آلومینوفسفات های فلزی (MeAPO) ترکیب شبکه از فلز آلومینوم و فسفر تشکیل شده است. نوع فلز ( Me) شامل فرم های دو ظرفیتی از Fe,Zn,Mg,Fe,Co, سه ظرفیتی می باشد. همانند نوع MeAPO,SAPO ها نیز دارای تنوع ترکیب و ساختار هستند. 17 ساختار میکروپورس برای این مواد گزارش شده است که 11 عدد از آنها قبلا در زئولیت ها مشاهده نشده بود. انواع ساختاری که در خانواده ی MeAPO بوجود آمده اند شامل توپولوژی های شبکه ای مرتبط با زئولیت ها هستند. برای مثال و CHA(-34 ) و (-35)LEV و برای انواع ALPO4 مثال هایی مانند 5- و 11- وجود دارند. همچنین ساختارهای جدید مانند 36- ( با تخلخل 0.8nm) و 39- (با تخلخل 0.4nm) وجود دارد . MeAPO ها اولین همراهی به ثبت رسیده از عناصر دو ظرفیتی در شبکه های میکروپورسی هستند. اندازه ی تخلخل ها و حجم آنها و خواص بهگزینی سطحی MeAPO ها شبیه به SAPO هاست. خواص کاتالیزوی مشاهده شده در این مواد از ضعیف تا بسیار اسیدی است.که این خاصیت به ساختار و فلز بستگی دارد. پایداری هیدورترمال وگرمایی مواد MeAPO مقداری کمتر از میزان پایداری درغربال های مولکولی SAPOو ALPO4 است. غربال های مولکولی MeAPO دارای گستره ی ترکیب شیمیایی وسیعی هستند که فرمول عمومی آنها به صورتO_2 ( P_Z 〖Me〗_X AL_Y) 0-0.3R است. عدد X، جزء مولی Me است که به طور نمونه وار بین 0.25-0.01 است. براساس جنبه های مکانیزمی یکسان که برای SAPO توصیف شد، MeAPOها می توانند به عنوان شبکه های AlPo4 فرضی در نظر گرفته شوند که این مسئله نشاندهنده ی این است که این شبکه ها متحمل جانشینی می شوند. این مسئله به نظر می رسد که در MeApoها فلزات جانشین آلومینیوم می شوند که این جانشینی سبب تشکیل چارچوب های با بار منفی و یا خنثی می شود. شبیه به مواد SAPO ، شبکه های با بار منفی از MeAPO دارای جایگاه های اسید برونستد است. خانواده ی MeAPO ها توسعه ی دیگری بود که در تنوع ساختاری ترکیبی غربال های مولکولی MeAPO و SAPO بوجود آمده است. این شبکه های 4 گانه عناصر Si,P,AL,Me به عنوان عناصر اصلی شبکه هستند. نوع ساختار MeAPSO ها شامل توپولوژی شبکه هایی است که در ALPO4 دوتایی و سیستم های ترکیبی سه تایی (MeAPO ، SAPO) مشاهده شده است . همچنین در این مواد ساختار46- با اندازه ی تخلخل های 0.7nm یک ساختار جدید است. ترکیبات شبکه ای شش تایی و پنج تایی تولید شده اند که این ترکیبات دارای آلومینوم، فسفر و سیلیسیم هستند. علاوه بر این فلزات، ترکیباتی از فلزات دوظرفیتی نیز در آنها وجود دارد در ترکیبات ELAPO و ELAPSO فلزات افزوده شده عبارتند از Ga,B,Be,Li,As,Ge و Ti که به همراهی شبکه ی ALPO4 استفاده شده اند. بیشترین علاقه در مورد کاتالیزورهای غربال مولکولی بر پایه ی ALPO4 در زمینه ی SAPOها است. علت این علاقه، خاصیت اسید برونستد ضعیف تا متوسط این مواد است. دو نوع از این مواد که به صورت تجاری در آمده اند عبارتند از : SAPO-11 و SAPO-34( این مواد در صنعت نفت کاربرد دارند). منبع انگلیسی مقاله : zeolites in industrial separation and catalysis/edited by santi kulpruthipanja/ wiley/2010 ادامه دارد...
این صفحه را در گوگل محبوب کنید
[ارسال شده از: راسخون]
[مشاهده در: www.rasekhoon.net]
[تعداد بازديد از اين مطلب: 2920]
-
گوناگون
پربازدیدترینها