Sonication istifadə edərək Zeolitlərin sintezi və funksionalizasiyası

Nano-zeolitlər və zeolit türevləri daxil olmaqla seolitlər, yüksək performanslı ultrasəs müayinəsindən istifadə edərək səmərəli və etibarlı bir şəkildə sintez edilə, işlənə və deaglomerasiya edilə bilər. Ultrasonik zeolit sintezi və müalicəsi, ənənəvi hidrotermal sintezdən səmərəlilik, sadəlik və sadə istehsal üçün geniş xəttli ölçeklenebilirlik ilə üstündür. Ultrasonik olaraq sintez olunmuş zeolitlər yaxşı kristallik, saflıq və məsamə və deqqlomerasiya sayəsində yüksək dərəcədə işləklik göstərir.

Zeolitlərin ultrasəs köməyi ilə hazırlanması

Zeolitlər, uducu və katalitik xüsusiyyətlərə malik olan mikroporous kristalli hidratlı alüminosilikatlardır.
Yüksək performanslı ultrasəs tətbiqi ultrasəs sintez edilmiş seolit kristallarının ölçüsünə və morfologiyasına təsir göstərir və kristallığını yaxşılaşdırır. Bundan əlavə, sonokimyəvi sintez yolu ilə kristallaşma müddəti kəskin şəkildə azalır. Ultrasonik köməkli zeolit sintez yolları çox sayda zeolit növü üçün sınaqdan keçirildi və inkişaf etdirildi. Ultrasonik seolit sintez mexanizmi, artan kristal böyümə sürəti ilə nəticələnən inkişaf etmiş kütlə ötürülməsinə əsaslanır. Kristal böyümə sürətindəki bu artım sonradan nükleasiya nisbətinin artmasına səbəb olur. Bundan əlavə, sonikasiya zeolit formasiyası üçün lazım olan həll olunan növlərin konsentrasiyasında artım yolu ilə depolimerləşmə-polimerləşmə tarazlığını təsir göstərir.
Ümumiyyətlə, müxtəlif tədqiqat işləri və pilot miqyaslı istehsal qurğuları ultrasəs seolit sintezini vaxta və xərclərə qənaət olaraq yüksək dərəcədə sübut etdi.

İnformasiya tələbi




Bizimlə əlaqə saxlayın Gizlilik Siyasəti.


Ultrasonicator UIP2000hdT with sonochemical inline reactor for highly efficient zeolite synthesis

ultrasonikator UIP2000hdT yüksək səmərəli zeolit sintezi üçün sonokimyəvi səth reaktoru ilə.

Adi Sintez və Zeolitlərin Ultrasonik Sintezi

Zeolit şərti olaraq necə sintez olunur?

Adi zeolit sintezi, bir neçə saatdan bir neçə günə qədər reaksiya müddətləri tələb edə bilən çox vaxt aparan bir hidrotermal prosesdir. Hidrotermal yol normal olaraq seolitlərin amorf və ya həll olunan Si və Al mənbələrindən sintez olunduğu bir toplu işdir. İlkin yaşlanma mərhələsində reaktiv jel bir quruluşa yönəldici maddə (SDA) tərəfindən hazırlanır və alüminium və silisium mənbələri aşağı temperaturda qocalır. Yaşlanmanın bu ilk addımı zamanı sözdə nüvələr meydana gəlir. Bu nüvələr aşağıdakı kristalizasiya prosesində zeolit kristallarının böyüdüyü başlanğıc materialdır. Kristalizasiyanın başlaması ilə jelin temperaturu qaldırılır. Bu hidrotermal sintez ümumiyyətlə partlayıcı reaktorlarda həyata keçirilir. Bununla birlikdə, kütləvi proseslər zəhmət tələb edən əməliyyatın çatışmazlığı ilə gəlir.

Zeolit sonikasiya altında necə sintez olunur?

Zeolitin ultrasəs sintezi yumşaq şəraitdə homojen seolitin sintez edilməsi üçün sürətli bir prosedurdur. Məsələn, otaq temperaturunda sonokimyəvi yolla 50nm zeolit kristalları sintez edilmişdir. Ənənəvi seolit sintezi reaksiyası a bir neçə gün çəkə bilər, sonokimyəvi yol sintez müddətini bir neçə saata endirir və bununla da reaksiya müddətini xeyli azaldır.
Zeolitin ultrasəs kristalizasiyası toplu və ya davamlı proseslər şəklində həyata keçirilə bilər ki, bu da tətbiqi ətraf mühitə və proses hədəflərinə asanlıqla uyğunlaşdırır. Xətti genişlənmə qabiliyyəti sayəsində ultrasəs zeolit sintezləri etibarlı şəkildə ilkin partiyadan cərgə işlənməsinə köçürülə bilər. Ultrasonik emal – toplu və sıra içində – üstün iqtisadi səmərəlilik, keyfiyyətə nəzarət və əməliyyat rahatlığı üçün imkan verir.

Ultrasonik Zeolit Sintezinin üstünlükləri

  • Xeyli dərəcədə sürətlənmiş kristallaşma
  • Artan nüvə
  • Saf zeolit
  • Homojen morfologiya
  • Yüksək dərəcədə işləyən zeolit (mikroporoziya)
  • Aşağı temperatur (məsələn, otaq temperaturu)
  • Artan reaksiya kinetiği
  • Yağsız kristallar
  • Toplu və ya Inline prosesi
  • Üstün xərc səmərəliliyi
Ultrasonic synthesis of zeolite is a rapid crystallization process that gives pure, high-quality nano-sized zeolite.

(A) sonikasiya 3 saat, (b) müvafiq EDAX, (c) sonikasiya, ardından 24 saat 100 ° C-də hidrotermal müalicə, (d) müvafiq EDAX hazırladı.
(Roy və Das tərəfindən iş və şəkil, 2017)

Ultrasonic synthesis is a highly efficient technique to produce SAPO-34 nanocrystals (silicoaluminophosphate molecular sieves, a class of zeolites).

Ultrasonik cihaz ilə ultrasəs sintez edilmiş SAPO-34 kristallarının (SONO-SAPO-34) SEM görüntüləri UP200S müxtəlif şərtlər altında.
(Böyütmək üçün vurun! Təhsil və şəkil: Askari və Halladj, 2012)

Müxtəlif Zeolit Tiplərinin Sonokimyəvi Sintez Yolları

Növbəti hissədə, fərqli zeolit tiplərini sintez etmək üçün uğurla istifadə olunan müxtəlif sonokimyəvi yolları təqdim edirik. Tədqiqat nəticələri ardıcıl olaraq ultrasəs seolit sintezinin üstünlüyünü vurğulayır.

Li tərkibli Bikitait Zeolitin Ultrasonik Sintezi

Ultrasonicator-sonochemical-zeolite-synthesisRoy və Das (2017) otaq temperaturunda 50nm lityum tərkibli seolit Bikitait kristallarını sintez etdilər. UIP1500hdT (20kHz, 1.5kW) bir toplu quraşdırma ultrasonicator. Bikitait seolitinin otaq temperaturunda uğurlu sonokimyəvi əmələ gəlməsi, XRD və İQ analizləri ilə uğurla sintez olunmuş lityum tərkibli Bikitait seolit ilə təsdiqlənmişdir.
Sonokimyəvi müalicə ənənəvi hidrotermal müalicə ilə birləşdirildikdə, şərti hidrotermal yol üçün tipik dəyərlər olan 5 gün ərzində 300º C-yə nisbətən zeolit kristallarının faz əmələ gəlməsinə çox aşağı temperaturda (100º C) nail olundu. Sonikasiya kristalizasiya vaxtı və zeolitin faz əmələ gəlməsi üzərində əhəmiyyətli təsir göstərir. Ultrasonik olaraq sintez olunmuş Bikitaite seolitinin funksionallığını qiymətləndirmək üçün onun hidrogen saxlama qabiliyyəti araşdırıldı. Saxlama həcmi zeolitin Li tərkibinin artması ilə artır.
Sonokimyəvi seolit meydana gəlməsi: XRD və IR analizi göstərir ki, saf, nano-kristal Bikitait zeolitinin əmələ gəlməsi 3 saatlıq ultrasəs və 72 saat yaşlandıqdan sonra başlamışdır. Görkəmli zirvələri olan nano ölçülü kristal Bikitaite zeolit, 6 saatlıq sonikasiya vaxtından sonra 250 W-da əldə edildi.
üstünlükləri: Litium ehtiva edən zeolit Bikitaitin sonokimyəvi sintez yolu, saf nano-kristalların sadə istehsalının üstünlüyü ilə yanaşı, həm də sürətli və qənaətli bir texnika təqdim edir. Ultrasonik avadanlıqların xərcləri və tələb olunan enerji digər proseslərlə müqayisədə çox aşağıdır. Üstəlik, sintez prosesinin müddəti çox qısadır, beləliklə sonokimyəvi proses təmiz enerji tətbiqetmələri üçün faydalı bir metod kimi qəbul edilir.
(bax: Roy et al. 2017)

Ultrasonikasiya altında Zeolit Mordenit Hazırlanması

Ultrasonik əvvəlcədən müalicə (MOR-U) tətbiqi ilə əldə edilən mordenit, 10 × 5 µm2 böyümüş qranulların daha homojen bir morfologiyası və iynə bənzər və ya lifli formasiyaların əlamətləri olmadığını göstərdi. Ultrasəs köməkli prosedur, inkişaf etmiş doku xüsusiyyətləri olan bir materialla, xüsusən də azot molekulları üçün hazırlanan formada əldə edilə bilən mikro göz həcminə səbəb oldu. Ultrasonik olaraq əvvəlcədən işlənmiş mordenit vəziyyətində dəyişdirilmiş kristal forması və daha homogen morfologiyası müşahidə edilmişdir.
Xülasə olaraq, hazırkı tədqiqat sintez jelinin ultrasəs ön müalicəsinin əldə edilmiş mordenitin müxtəlif xüsusiyyətlərini təsir etdiyini və nəticədə

  1. daha homogen kristal ölçüsü və morfologiyası, arzuolunmaz lif və iynə bənzər kristalların olmaması;
  2. daha az struktur qüsurları;
  3. hazırlanmış mordenit nümunəsindəki əhəmiyyətli mikropor əlçatanlığı (post-sintetik müalicədən əvvəl, klassik qarışdırmaq üsulu ilə hazırlanmış materiallarda bloklanmış mikroporanlarla müqayisədə);
  4. Guya fərqli Na + kationlarının mövqeləri ilə nəticələnən fərqli Al təşkilatı (hazırlanan materialların sorbsiya xüsusiyyətlərini təsir edən ən təsirli amil).

Sintez jelinin ultrasəslə əvvəlcədən müalicəsi ilə struktur qüsurlarının azaldılması sintetik mordenitlərdə “ideal olmayan” quruluşun ümumi problemini həll etmək üçün əlverişli bir yol ola bilər. Əlavə olaraq, bu quruluşdakı daha yüksək sorbsiya qabiliyyəti, vaxt və qaynaq alan ənənəvi postsintetik müalicə olmadan (əksinə, struktur qüsurlarının yaranmasına gətirib çıxarır) sintezdən əvvəl tətbiq olunan asan və səmərəli bir ultrasəs metodu ilə əldə edilə bilər. Üstəlik, daha az silanol qrupu, hazırlanmış mordenitin daha uzun katalitik ömrünə kömək edə bilər.
(bax: Kornas vd. 2021)

Ultrasonik olaraq sintez edilmiş MCM-22 seolitinin SEM görüntüsü

Ultrasonik olaraq sintez edilmiş MCM-22 seolitinin SEM görüntüsü
(iş və şəkil: Wang et al. 2008)

Solyman et al. (2013) Hielscher ultrasonicator istifadə edərək ultrasəs təsirlərini araşdırdı UP200S H-mordit və H-bet seolitlərində. Sonikasyonun H-mordit və H-Beta modifikasiyası üçün zeolitləri metanol susuzlaşdırma yolu ilə dimetil eter (DME) istehsalı üçün daha uyğun hala gətirən təsirli bir texnika olduğu qənaətinə gəldilər.

SAPO-34 Nanokristallarının Ultrasonik Sintezi

Sonokimyəvi yolla, SAPO-34 (sileoaluminofosfat molekulyar ələklər, seolitlər sinfi), quruluşu idarəedici vasitə (SDA) olaraq TEAOH istifadə edərək nanokristal şəklində uğurla sintez edildi. Sonikasiya üçün, Hielscher prob tipli ultrasonikator UP200S (24kHz, 200 watt) istifadə edilmişdir. Sonokimyəvi olaraq hazırlanmış son məhsulun orta kristal ölçüsü 50nm-dir, bu da hidrotermal olaraq sintez olunmuş kristalların ölçüsü ilə müqayisədə xeyli kiçik bir kristal ölçüsüdür. SAPO-34 kristalları hidrotermal şəraitdə sonokimyəvi olduqda, səth sahəsi, demək olar ki, eyni kristallığa malik statik hidrotermal texnika ilə şərti olaraq sintez olunmuş SAPO-34 kristallarının kristal səthindən xeyli yüksəkdir. Ənənəvi hidrotermal metod, tam kristallı SAPO-34 əldə etmək üçün ən azı 24 saat sintez vaxtı alarkən, sonokimyəvi dəstəkli hidrotermal sintez yolu ilə tamamilə kristal olan SAPO-34 kristalları yalnız 1,5 saat reaksiya vaxtından sonra əldə edildi. Son dərəcə sıx ultrasəs enerjisi sayəsində zeolit SAPO-34 kristallaşması ultrasəs kavitasiya baloncuklarının çökməsi ilə daha da güclənir. Kavitasiya baloncuklarının partlaması nanosaniyədən daha az bir müddətdə baş verir, nəticədə yerli olaraq sürətlə artan və düşən temperatur olur, bu da hissəciklərin təşkili və toplanmasına mane olur və daha kiçik kristal ölçülərinə səbəb olur. Kiçik SONO-SAPO-34 kristallarının sonokimyəvi üsulla hazırlana bilməsi, sintezin başlanğıc mərhələsində yüksək nükleasiya sıxlığına və nüvələndikdən sonra yavaş kristal böyüməsinə işarə edir. Bu nəticələr bu qeyri-ənənəvi metodun sənaye istehsalı miqyasında yüksək məhsuldarlıqda SAPO-34 nanokristallarının sintezi üçün çox faydalı bir texnika olduğunu göstərir.
(bax: Askari və Halladj; 2012)

Ultrasonik Deqlomerasiya və Zeolitlərin Dağılması

Ultrasonic disperser UP200St stirring a zeolite suspensionZeolitlər sənaye tətbiqetmələrində, tədqiqatlarda və ya materialşünaslıqda istifadə edildikdə, quru zeolit əsasən maye faza qarışdırılır. Zeolit dispersiyası, zeolit hissəciklərini deqlomerasiya etmək üçün kifayət qədər enerji tətbiq edən etibarlı və effektiv bir yayılma texnikası tələb edir. Ultrasonikatorların güclü və etibarlı disperser olduğu yaxşı bilinir, bu səbəbdən nanoborular, qrafen, minerallar və bir çox digər materialları homojen bir şəkildə maye faza yaymaq üçün istifadə olunur.
Ultrasəslə müalicə olunmayan bir zeolit tozu qabığa bənzər morfologiya ilə xeyli aqlomerasiya olunur. Əksinə, 5 dəqiqəlik bir sonikasiya müalicəsi (200 mL nümunə, 320 W-də sonikasiya olunmuş), daha çox dağılmış son tozla nəticələnən qabığa bənzər formaların çoxunu məhv etdiyi görünür. (bax: Ramirez Medoza et al. 2020)
Məsələn, Ramirez Medoza et al. (2020) Hielscher prob ultrasonicator istifadə UP200S aşağı temperaturda NaX zeolitini (yəni natrium şəklində (NaX) sintez olunmuş zeolit X) kristallaşdırmaq. Kristalizasiyanın ilk saatı ərzində sonikasiya standart kristalizasiya prosesi ilə müqayisədə reaksiya müddətinin 20% azalmasına səbəb oldu. Bundan əlavə, sonikasiyanın daha uzun bir sonikasiya müddəti üçün yüksək intensivlikli ultrasəs tətbiq edərək son tozun qarışıq dərəcəsini azalda biləcəyini nümayiş etdirdilər.

İnformasiya tələbi




Bizimlə əlaqə saxlayın Gizlilik Siyasəti.


Zeolit Sintezi üçün Yüksək Performanslı Ultrasonikatorlar

Hielscher ultrasonicators-un inkişaf etmiş aparatı və ağıllı proqramı etibarlı əməliyyat, təkrarolunan nəticələr və istifadəçi dostu olmasını təmin etmək üçün hazırlanmışdır. Hielscher ultrasəs cihazları möhkəm və etibarlıdır, bu da ağır şərtlərdə quraşdırılmasına və işlədilməsinə imkan verir. Əməliyyat parametrlərinə asanlıqla daxil olmaq və rəqəmsal rəngli sensor ekran və brauzerin uzaqdan idarə olunması ilə əldə edilə bilən intuitiv menyu vasitəsilə yığmaq olar. Bu səbəbdən xalis enerji, ümumi enerji, genlik, vaxt, təzyiq və temperatur kimi bütün işləmə şərtləri avtomatik olaraq quraşdırılmış SD karta qeyd olunur. Bu, əvvəlki sonikasiya işlərini yenidən nəzərdən keçirməyə və müqayisə etməyə, zeolit sintezini və dispersiya prosesini ən yüksək effektivliyə optimallaşdırmağa imkan verir.
Hielscher Ultrasonics sistemləri kristalizasiya prosesləri üçün dünya miqyasında istifadə olunur və yüksək keyfiyyətli seolit və seolit türevlərinin sintezi üçün etibarlı olduğu sübut edilmişdir. Hielscher sənaye ultrasonikatorları fasiləsiz iş rejimində yüksək amplitüdləri asanlıqla işlədə bilər (24/7/365). 200µm-ə qədər amplitudlar standart sonotrodlar (ultrasəs probları / buynuzları) ilə asanlıqla fasiləsiz olaraq yaradıla bilər. Daha yüksək amplitüdlər üçün xüsusi ultrasəs sonotrodları mövcuddur. Sağlamlığı və aşağı baxımdan ötəri ultrasəs cihazlarımız ağır tətbiqetmə və tələb olunan mühitlərdə quraşdırılır.
Sonokimyəvi sintezlər, kristallaşma və deqqlomerasiya üçün Hielscher ultrasəs prosessorları artıq dünya miqyasında ticarət miqyasında quraşdırılmışdır. Zeolit istehsal prosesinizi müzakirə etmək üçün indi bizimlə əlaqə saxlayın! Təcrübəli işçilərimiz sonokimyəvi sintez yolu, ultrasəs sistemləri və qiymətləri haqqında daha çox məlumat paylaşmaqdan məmnun olacaqlar!
Ultrasonik sintez metodunun üstünlüyü ilə, zeolit istehsalınız digər seolit sintez prosesləri ilə müqayisədə səmərəlilik, sadəlik və aşağı qiymətlə üstün olacaq!

Aşağıdakı cədvəldə bizim ultrasonicators təxmini emal gücü bir göstəriş verir:

Partiyanın həcmi Axın tövsiyə Cihazlar
1 500ml 10 200ml / dəq UP100H
10 2000ml üçün 20 400ml / dəq Uf200 ः t, UP400St
0.1 20L üçün 04L / min .2 UIP2000hdT
10 100L üçün 10L 2 / dəq UIP4000hdT
na 10 100L / dəq UIP16000
na daha böyük çoxluq UIP16000

Bizimlə əlaqə saxlayın! Bizdən soruşun!

Daha ətraflı məlumat üçün müraciət edin

Zəhmət olmasa, ultrasəs prosessorları, tətbiqetmələr və qiymətlər haqqında əlavə məlumat tələb etmək üçün aşağıdakı formadan istifadə edin. Prosesinizi sizinlə müzakirə etməkdən və tələblərinizə cavab verən bir ultrasəs sistemini təklif etməkdən məmnun olarıq!









Xahiş edirik unutmayın Gizlilik Siyasəti.


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics, laboratoriya, pilot və sənaye miqyasında tətbiqetmələri qarışdırmaq, dağılmaq, emulsiya etmək və hasil etmək üçün yüksək performanslı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir.

Ədəbiyyat / İstinadlar



Bilmək lazımdır

Seolitlər

Zeolitlər alümosilikat sinifidir, yəni AlO2 və SiO2, kimi tanınan mikro gözenekli qatılar kateqoriyasında “molekulyar ələklər ”. Zeolitlər əsasən silisium, alüminium, oksigen və titan, qalay, sink və digər metal molekulları kimi metallardan ibarətdir. Molekulyar ələk termini, zeolitlərin xüsusi xüsusiyyətlərindən irəli gəlir ki, molekulları əsasən ölçü xaric etmə prosesi əsasında seçərək sıralayır. Molekulyar ələklərin seçiciliyi gözenek ölçüləri ilə təyin olunur. Məsamə ölçüsündən asılı olaraq molekulyar ələklər makroporoz, mezoporous və microporous kimi təsnif edilir. Zeolitlər məsamələrin ölçüsü olduğu üçün mikroporous materiallar sinfinə düşür <2 nm. Due to their porous structure, zeolites have the ability accommodate a wide variety of cations, such as Na+, K+, Ca2 +, Mg2 + və qeyriləri. Bu müsbət ionlar kifayət qədər sərbəstdir və təmas həllində digərləri ilə asanlıqla dəyişdirilə bilər. Daha çox yayılmış mineral zeolitlərdən bəziləri analcime, çabazit, klinoptilolit, heulandit, natrolit, filpsit və stilbitdir. Bir seolitin mineral formuluna bir nümunə aşağıdakılardır: Na2Al23O 10 · 2H2O, natrolit üçün formula. Bu kation mübadiləsi olan seolitlər müxtəlif turşuluğa malikdir və bir neçə turşu katalizini kataliz edirlər.
Selektivlik və gözeneklilik mənşəli xüsusiyyətlərinə görə seolitlər tez-tez katalizatorlar, sorbentlər, ion dəyişdiricilər, çirkab su təmizləyici məhlullar və ya antibakterial maddələr kimi istifadə olunur.
Məsələn, faujasit seolit (FAU), 0,8 nm məsamələrlə bir-birinə bağlı olan 1,3nm diametrli boşluqları olan bir çərçivə ilə xarakterizə olunan spesifik bir növ seolitdir. Faujasit tipli seolit (FAU) maye katalitik çatlama (FCC) kimi sənaye prosesləri üçün katalizator və qaz axınlarında uçucu üzvi birləşmələr üçün adsorban kimi istifadə olunur.


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics, yüksək performanslı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir Laboratoriya qədər sənaye ölçüsü.