સોનિકેશનનો ઉપયોગ કરીને ઝિયોલાઇટ્સનું સંશ્લેષણ અને કાર્યાત્મકકરણ
ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા ધરાવતા અલ્ટ્રાસોનિકેશનનો ઉપયોગ કરીને નેનો-ઝિયોલાઇટ્સ અને ઝિયોલાઇટ વ્યુત્પન્નો સહિતના ઝિયોલાઇટ્સનું કાર્યક્ષમ અને વિશ્વસનીય રીતે સંશ્લેષણ, કાર્યાત્મકકરણ અને વિસમૂહન કરી શકાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક ઝિયોલાઇટ સંશ્લેષણ અને ઉપચાર કાર્યક્ષમતા, સરળતા અને મોટા પાયાના ઉત્પાદન સુધી સરળ રેખીય ક્ષમતાવિસ્તારની દૃષ્ટિએ પરંપરાગત હાઇડ્રોથર્મલ સંશ્લેષણ કરતાં ચડિયાતાં છે. અલ્ટ્રાસોનિક રીતે સંશ્લેષિત ઝિયોલાઇટ્સ સારી સ્ફટિકીયતા અને શુદ્ધતા દર્શાવે છે, તેમજ છિદ્રાળુતા અને વિસમૂહનને કારણે ઉચ્ચ સ્તરની કાર્યાત્મકતા ધરાવે છે.
અલ્ટ્રાસાઉન્ડની સહાયથી ઝિયોલાઇટ્સની તૈયારી
ઝિયોલાઇટ્સ શોષક અને ઉત્પ્રેરક ગુણધર્મો ધરાવતા સૂક્ષ્મછિદ્રાળુ સ્ફટિકીય જલયુક્ત એલ્યુમિનોસિલિકેટ્સ છે.
ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા ધરાવતા અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ અલ્ટ્રાસોનિક રીતે સંશ્લેષિત ઝિયોલાઇટ સ્ફટિકોના કદ અને આકારરચનાને પ્રભાવિત કરે છે અને તેમની સ્ફટિકીયતામાં સુધારો કરે છે. વધુમાં, સોનોકેમિકલ સંશ્લેષણ માર્ગનો ઉપયોગ કરવાથી સ્ફટિકનનો સમય ખૂબ જ ઘટે છે. અનેક પ્રકારના ઝિયોલાઇટ્સ માટે અલ્ટ્રાસોનિક સહાયિત ઝિયોલાઇટ સંશ્લેષણ માર્ગોનું પરીક્ષણ અને વિકાસ કરવામાં આવ્યાં છે. અલ્ટ્રાસોનિક ઝિયોલાઇટ સંશ્લેષણની ક્રિયાપદ્ધતિ સુધારેલા દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ પર આધારિત છે, જેના પરિણામે સ્ફટિક વૃદ્ધિનો દર વધે છે. સ્ફટિક વૃદ્ધિના દરમાં આ વધારો ત્યારબાદ નાભિકનના દરમાં વધારો કરે છે. વધુમાં, સોનિકેશન દ્રાવ્ય રાસાયણિક ઘટકોની સાંદ્રતામાં વધારો કરીને વિબહુલીકરણ–બહુલીકરણના સંતુલનને પ્રભાવિત કરે છે; આ સાંદ્રતાવધારો ઝિયોલાઇટની રચના માટે જરૂરી છે.
એકંદરે, વિવિધ સંશોધન અભ્યાસો અને પાઇલટ પાયાની ઉત્પાદન વ્યવસ્થાઓએ અલ્ટ્રાસોનિક ઝિયોલાઇટ સંશ્લેષણને સમય અને ખર્ચ બચાવતી અત્યંત કાર્યક્ષમ પદ્ધતિ તરીકે સાબિત કર્યું છે.
અલ્ટ્રાસોનિકેટર UIP2000hdT અત્યંત કાર્યક્ષમ ઝિયોલાઇટ સંશ્લેષણ માટે સોનોકેમિકલ ઇનલાઇન રિએક્ટર સાથે.
ઝિયોલાઇટ્સનું પરંપરાગત સંશ્લેષણ વિરુદ્ધ અલ્ટ્રાસોનિક સંશ્લેષણ
પરંપરાગત રીતે ઝિયોલાઇટનું સંશ્લેષણ કેવી રીતે કરવામાં આવે છે?
પરંપરાગત ઝિયોલાઇટ સંશ્લેષણ ખૂબ જ સમય લેતી હાઇડ્રોથર્મલ પ્રક્રિયા છે, જેમાં પ્રતિક્રિયા માટે કેટલાક કલાકોથી લઈને કેટલાક દિવસો સુધીનો સમય જરૂરી બની શકે છે. હાઇડ્રોથર્મલ માર્ગ સામાન્ય રીતે બેચ પ્રક્રિયા હોય છે, જેમાં અસ્ફટિકીય અથવા દ્રાવ્ય Si અને Al સ્રોતોમાંથી ઝિયોલાઇટ્સનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. પરિપક્વનના પ્રારંભિક તબક્કામાં, રચના-નિર્દેશક એજન્ટ (SDA) તથા એલ્યુમિનિયમ અને સિલિકાના સ્રોતો ધરાવતા પ્રતિક્રિયાશીલ જેલનું નીચા તાપમાને પરિપક્વન કરવામાં આવે છે. પરિપક્વનના આ પ્રથમ પગલા દરમિયાન, કહેવાતા નાભિકો રચાય છે. આ નાભિકો એ પ્રારંભિક સામગ્રી છે જેમાંથી ત્યારપછીની સ્ફટિકન પ્રક્રિયામાં ઝિયોલાઇટ સ્ફટિકો વૃદ્ધિ પામે છે. સ્ફટિકન શરૂ થતાં જેલનું તાપમાન વધારવામાં આવે છે. આ હાઇડ્રોથર્મલ સંશ્લેષણ સામાન્ય રીતે બેચ રિએક્ટરોમાં કરવામાં આવે છે. જોકે, બેચ પ્રક્રિયાઓમાં શ્રમસઘન સંચાલનનો ગેરલાભ રહેલો છે.
સોનિકેશન હેઠળ ઝિયોલાઇટનું સંશ્લેષણ કેવી રીતે કરવામાં આવે છે?
ઝિયોલાઇટનું અલ્ટ્રાસોનિક સંશ્લેષણ એ સૌમ્ય પરિસ્થિતિઓમાં સમરૂપ ઝિયોલાઇટનું સંશ્લેષણ કરવાની ઝડપી પ્રક્રિયા છે. ઉદાહરણ તરીકે, સોનોકેમિકલ માર્ગ દ્વારા ઓરડાના તાપમાને 50nm ઝિયોલાઇટ સ્ફટિકોનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. પરંપરાગત ઝિયોલાઇટ સંશ્લેષણ પ્રતિક્રિયામાં કેટલાક દિવસો સુધીનો સમય લાગી શકે છે, જ્યારે સોનોકેમિકલ માર્ગ સંશ્લેષણનો સમયગાળો ઘટાડીને થોડા કલાકોનો કરે છે, જેનાથી પ્રતિક્રિયાનો સમય નોંધપાત્ર રીતે ઘટે છે.
ઝિયોલાઇટનું અલ્ટ્રાસોનિક સ્ફટિકન બેચ અથવા સતત પ્રક્રિયાઓ તરીકે કરી શકાય છે, જેનાથી આ ઉપયોગને પર્યાવરણ અને પ્રક્રિયાનાં લક્ષ્યોને અનુરૂપ સરળતાથી ઢાળી શકાય છે. રેખીય ક્ષમતાવિસ્તારને કારણે, અલ્ટ્રાસોનિક ઝિયોલાઇટ સંશ્લેષણને પ્રારંભિક બેચ પ્રક્રિયામાંથી ઇનલાઇન પ્રોસેસિંગમાં વિશ્વસનીય રીતે સ્થાનાંતરિત કરી શકાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસિંગ – બેચ અને ઇનલાઇન બંનેમાં – ચડિયાતી આર્થિક કાર્યક્ષમતા, ગુણવત્તા નિયંત્રણ અને સંચાલનની સુગમતા શક્ય બનાવે છે.
- નોંધપાત્ર રીતે ઝડપી સ્ફટિકન
- વધેલું નાભિકન
- શુદ્ધ ઝિયોલાઇટ
- સમરૂપ આકારરચના
- અત્યંત કાર્યાત્મક ઝિયોલાઇટ (સૂક્ષ્મછિદ્રાળુતા)
- નીચું તાપમાન (દા.ત. ઓરડાનું તાપમાન)
- વધેલી પ્રતિક્રિયા ગતિકી
- વિસમૂહિત સ્ફટિકો
- બેચ અથવા ઇનલાઇન પ્રક્રિયા
- ચડિયાતી ખર્ચ-કાર્યક્ષમતા
લિથિયમ ધરાવતા બિકિટાઇટ ઝિયોલાઇટનો FESEM સૂક્ષ્મચિત્ર, જે (a) 3h માટે સોનિકેશન, (b) તેને અનુરૂપ EDAX, (c) સોનિકેશન પછી 100°C પર 24h માટે હાઇડ્રોથર્મલ ઉપચાર, (d) તેને અનુરૂપ EDAX દ્વારા તૈયાર કરાયેલા નમૂનાઓ દર્શાવે છે.
(અભ્યાસ અને ચિત્ર: Roy અને Das, 2017)
અલ્ટ્રાસોનિક રીતે સંશ્લેષિત SAPO-34 સ્ફટિકો(SONO-SAPO-34)ની SEM છબીઓ. આ સ્ફટિકો અલ્ટ્રાસોનિકેટર UP200S વડે વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં સંશ્લેષિત કરવામાં આવ્યા હતા.
(મોટું કરવા માટે ક્લિક કરો! અભ્યાસ અને ચિત્ર: Askari અને Halladj, 2012)
વિવિધ પ્રકારના ઝિયોલાઇટના સોનોકેમિકલ સંશ્લેષણના માર્ગો
નીચેના વિભાગમાં અમે વિવિધ સોનોકેમિકલ માર્ગો રજૂ કરીએ છીએ, જેનો વિવિધ પ્રકારના ઝિયોલાઇટના સંશ્લેષણ માટે સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. સંશોધનનાં પરિણામો અલ્ટ્રાસોનિક ઝિયોલાઇટ સંશ્લેષણની શ્રેષ્ઠતાને સતત સમર્થન આપે છે.
Li ધરાવતા બિકિટાઇટ ઝિયોલાઇટનું અલ્ટ્રાસોનિક સંશ્લેષણ
Roy અને Das (2017)એ ઓરડાના તાપમાને લિથિયમ ધરાવતા ઝિયોલાઇટ બિકિટાઇટના 50nm સ્ફટિકોનું સંશ્લેષણ કરવા માટે UIP1500hdT (20kHz, 1.5kW) અલ્ટ્રાસોનિકેટરનો બેચ વ્યવસ્થામાં ઉપયોગ કર્યો હતો. સફળતાપૂર્વક સંશ્લેષિત લિથિયમ ધરાવતા બિકિટાઇટ ઝિયોલાઇટના XRD અને IR વિશ્લેષણ દ્વારા ઓરડાના તાપમાને બિકિટાઇટ ઝિયોલાઇટની સફળ સોનોકેમિકલ રચનાની પુષ્ટિ કરવામાં આવી હતી.
સોનોકેમિકલ ઉપચારને પરંપરાગત હાઇડ્રોથર્મલ ઉપચાર સાથે જોડવામાં આવ્યો ત્યારે, પરંપરાગત હાઇડ્રોથર્મલ માર્ગ માટે સામાન્ય એવા 5 દિવસ માટે 300ºCની સરખામણીમાં ઘણા ઓછા તાપમાને (100ºC) ઝિયોલાઇટ સ્ફટિકોની પ્રાવસ્થાનું નિર્માણ પ્રાપ્ત થયું હતું. સોનિકેશન ઝિયોલાઇટના સ્ફટિકીકરણના સમય અને પ્રાવસ્થાના નિર્માણ પર નોંધપાત્ર અસરો દર્શાવે છે. અલ્ટ્રાસોનિક રીતે સંશ્લેષિત બિકિટાઇટ ઝિયોલાઇટની કાર્યક્ષમતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે તેની હાઇડ્રોજન સંગ્રહ ક્ષમતાની તપાસ કરવામાં આવી હતી. ઝિયોલાઇટમાં Liનું પ્રમાણ વધવાની સાથે સંગ્રહનું કદ વધે છે.
સોનોકેમિકલ ઝિયોલાઇટ નિર્માણ: XRD અને IR વિશ્લેષણે દર્શાવ્યું કે 3 h અલ્ટ્રાસોનિકેશન અને 72 h પરિપક્વન પછી શુદ્ધ, નેનોસ્ફટિકીય બિકિટાઇટ ઝિયોલાઇટનું નિર્માણ શરૂ થયું હતું. 250 W પર 6 h સોનિકેશન પછી સ્પષ્ટ શિખરો ધરાવતો નેનો કદનો સ્ફટિકીય બિકિટાઇટ ઝિયોલાઇટ પ્રાપ્ત થયો હતો.
લાભો: લિથિયમ ધરાવતા ઝિયોલાઇટ બિકિટાઇટના સંશ્લેષણનો સોનોકેમિકલ માર્ગ શુદ્ધ નેનોસ્ફટિકોના સરળ ઉત્પાદનનો લાભ આપવા ઉપરાંત ઝડપી અને ખર્ચની દૃષ્ટિએ અસરકારક તકનીક પણ પ્રદાન કરે છે. અન્ય પ્રક્રિયાઓની સરખામણીમાં અલ્ટ્રાસોનિક સાધનો અને જરૂરી ઊર્જાનો ખર્ચ ખૂબ ઓછો હોય છે. વધુમાં, સંશ્લેષણ પ્રક્રિયાનો સમયગાળો ખૂબ ટૂંકો હોય છે, તેથી સોનોકેમિકલ પ્રક્રિયાને સ્વચ્છ ઊર્જાના ઉપયોગો માટે લાભદાયી પદ્ધતિ માનવામાં આવે છે.
(જુઓ Roy et al. 2017)
અલ્ટ્રાસોનિકેશન હેઠળ ઝિયોલાઇટ મોર્ડેનાઇટની તૈયારી
અલ્ટ્રાસોનિક પૂર્વઉપચાર (MOR-U) દ્વારા પ્રાપ્ત મોર્ડેનાઇટમાં પરસ્પર જોડાઈને વિકસેલા 10 × 5 µm2 પેલેટ્સની વધુ સમરૂપ આકારરચના જોવા મળી હતી અને સોય જેવી કે તંતુમય રચનાઓનાં કોઈ ચિહ્નો જોવા મળ્યાં નહોતાં. અલ્ટ્રાસાઉન્ડની સહાયથી કરવામાં આવેલી પ્રક્રિયાથી સુધારેલી છિદ્રાળુ સંરચનાની લાક્ષણિકતાઓ ધરાવતી સામગ્રી પ્રાપ્ત થઈ હતી, ખાસ કરીને તૈયાર થયેલી મૂળ અવસ્થામાં નાઇટ્રોજનના અણુઓ માટે સુલભ સૂક્ષ્મછિદ્રોનું ઘનફળ સુધર્યું હતું. અલ્ટ્રાસોનિક પૂર્વઉપચાર કરેલા મોર્ડેનાઇટમાં બદલાયેલો સ્ફટિક આકાર અને વધુ સમરૂપ આકારરચના જોવા મળી હતી.
સારાંશરૂપે, વર્તમાન અભ્યાસે દર્શાવ્યું કે સંશ્લેષણ જેલના અલ્ટ્રાસોનિક પૂર્વઉપચારથી પ્રાપ્ત મોર્ડેનાઇટના વિવિધ ગુણધર્મો પ્રભાવિત થયા હતા, જેના પરિણામે નીચેની બાબતો જોવા મળી હતી:
- વધુ સમરૂપ સ્ફટિક કદ અને આકારરચના, અનિચ્છનીય તંતુ જેવા અને સોય જેવા સ્ફટિકોની ગેરહાજરી;
- ઓછી સંરચનાત્મક ખામીઓ;
- તૈયાર થયેલી મૂળ અવસ્થાના મોર્ડેનાઇટ નમૂનામાં સૂક્ષ્મછિદ્રોની નોંધપાત્ર સુલભતા (પરંપરાગત હલાવવાની પદ્ધતિથી તૈયાર કરેલી સામગ્રીમાં સંશ્લેષણ પછીના ઉપચાર પહેલાં અવરોધિત સૂક્ષ્મછિદ્રોની સરખામણીમાં);
- Alની અલગ ગોઠવણી, જેના પરિણામે સંભવતઃ Na+ ધનાયનો જુદાં સ્થાનો પર રહે છે (તૈયાર થયેલી મૂળ અવસ્થાની સામગ્રીના સોર્પ્શન ગુણધર્મોને પ્રભાવિત કરતું સૌથી અસરકારક પરિબળ).
સંશ્લેષણ જેલની અલ્ટ્રાસોનિક પૂર્વસારવાર દ્વારા સંરચનાત્મક ખામીઓમાં ઘટાડો કરવો એ સંશ્લેષિત મોર્ડેનાઇટ્સમાં “બિનઆદર્શ” સંરચનાની સામાન્ય સમસ્યાને ઉકેલવાનો એક વ્યવહારુ માર્ગ હોઈ શકે છે. વધુમાં, સમય અને સંસાધનોનો વધુ વપરાશ કરતી પરંપરાગત સંશ્લેષણોત્તર સારવાર વિના, સંશ્લેષણ પહેલાં લાગુ કરવામાં આવતી સરળ અને કાર્યક્ષમ અલ્ટ્રાસોનિક પદ્ધતિ દ્વારા આ સંરચનામાં વધુ સોર્પ્શન ક્ષમતા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે (તેનાથી વિપરીત, પરંપરાગત સંશ્લેષણોત્તર સારવાર સંરચનાત્મક ખામીઓ પેદા કરે છે). ઉપરાંત, સિલેનોલ જૂથોની ઓછી સંખ્યા તૈયાર કરેલા મોર્ડેનાઇટનું ઉત્પ્રેરક આયુષ્ય વધારવામાં ફાળો આપી શકે છે.
(જુઓ Kornas et al. 2021)
અલ્ટ્રાસોનિક રીતે સંશ્લેષિત MCM-22 ઝિયોલાઇટની SEM છબી
(અભ્યાસ અને છબી: Wang et al. 2008)
SAPO-34 નેનોસ્ફટિકોનું અલ્ટ્રાસોનિક સંશ્લેષણ
સોનોકેમિકલ માર્ગ દ્વારા, સંરચના નિર્દેશક એજન્ટ (SDA) તરીકે TEAOH નો ઉપયોગ કરીને SAPO-34 (સિલિકોએલ્યુમિનોફોસ્ફેટ મોલેક્યુલર સીવ્સ, ઝિયોલાઇટ્સનો એક વર્ગ) નું નેનોસ્ફટિકીય સ્વરૂપમાં સફળતાપૂર્વક સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. સોનિકેશન માટે, Hielscher પ્રોબ પ્રકારના અલ્ટ્રાસોનિકેટર UP200S (24kHz, 200 watts) નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. સોનોકેમિકલ રીતે તૈયાર કરેલા અંતિમ ઉત્પાદનના સ્ફટિકોનું સરેરાશ કદ 50nm છે, જે હાઇડ્રોથર્મલ રીતે સંશ્લેષિત સ્ફટિકોના કદની તુલનામાં નોંધપાત્ર રીતે નાનું છે. જ્યારે SAPO-34 સ્ફટિકો હાઇડ્રોથર્મલ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ સોનોકેમિકલ રીતે તૈયાર કરવામાં આવ્યા, ત્યારે તેમનું સપાટી ક્ષેત્રફળ લગભગ સમાન સ્ફટિકીયતા ધરાવતા અને સ્થિર હાઇડ્રોથર્મલ તકનીક દ્વારા પરંપરાગત રીતે સંશ્લેષિત SAPO-34 સ્ફટિકોના સપાટી ક્ષેત્રફળ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધારે હતું. સંપૂર્ણપણે સ્ફટિકીય SAPO-34 મેળવવા માટે પરંપરાગત હાઇડ્રોથર્મલ પદ્ધતિમાં ઓછામાં ઓછો 24 h સંશ્લેષણ સમય લાગે છે, જ્યારે સોનોકેમિકલી સહાયિત હાઇડ્રોથર્મલ સંશ્લેષણ દ્વારા માત્ર 1.5 h પ્રતિક્રિયા સમય પછી સંપૂર્ણપણે સ્ફટિકીય SAPO-34 સ્ફટિકો પ્રાપ્ત થયા હતા. અત્યંત તીવ્ર અલ્ટ્રાસોનિક ઊર્જાને કારણે, અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશન પરપોટાના ધ્વંસથી ઝિયોલાઇટ SAPO-34 નું સ્ફટિકીકરણ વધુ તીવ્ર બને છે. કેવિટેશન પરપોટાનું અંતઃસ્ફોટન એક નેનોસેકન્ડ કરતાં ઓછા સમયમાં થાય છે, જેના પરિણામે સ્થાનિક સ્તરે તાપમાન ઝડપથી વધે છે અને ઘટે છે; આ કણોના વ્યવસ્થિત ગોઠવાણ અને સમૂહીકરણને અટકાવે છે અને સ્ફટિકોનું કદ નાનું બનાવે છે. સોનોકેમિકલ પદ્ધતિ દ્વારા નાના SONO-SAPO-34 સ્ફટિકો તૈયાર કરી શકાયા તે હકીકત સંશ્લેષણના પ્રારંભિક તબક્કાઓમાં ઊંચી કેન્દ્રકન ઘનતા અને કેન્દ્રકન પછી સ્ફટિકોની ધીમી વૃદ્ધિ સૂચવે છે. આ પરિણામો સૂચવે છે કે આ બિનપરંપરાગત પદ્ધતિ ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન સ્તરે ઊંચી ઉપજ સાથે SAPO-34 નેનોસ્ફટિકોના સંશ્લેષણ માટે ખૂબ જ ઉપયોગી તકનીક છે.
(જુઓ Askari and Halladj; 2012)
ઝિયોલાઇટ્સનું અલ્ટ્રાસોનિક વિસમૂહીકરણ અને વિક્ષેપન
જ્યારે ઝિયોલાઇટ્સનો ઉપયોગ ઔદ્યોગિક અનુપ્રયોગો, સંશોધન અથવા પદાર્થ વિજ્ઞાનમાં થાય છે, ત્યારે સૂકા ઝિયોલાઇટને મોટેભાગે પ્રવાહી પ્રાવસ્થામાં મિશ્રિત કરવામાં આવે છે. ઝિયોલાઇટના વિક્ષેપન માટે વિશ્વસનીય અને અસરકારક વિક્ષેપન તકનીકની જરૂર પડે છે, જે ઝિયોલાઇટ કણોનું વિસમૂહીકરણ કરવા માટે પૂરતી ઊર્જા લાગુ કરે છે. અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ શક્તિશાળી અને વિશ્વસનીય વિક્ષેપકો તરીકે જાણીતા છે, તેથી તેમનો ઉપયોગ નેનોટ્યુબ્સ, ગ્રાફીન, ખનિજો અને અન્ય અનેક પદાર્થોને પ્રવાહી પ્રાવસ્થામાં સમાનરૂપે વિક્ષેપિત કરવા માટે થાય છે.
અલ્ટ્રાસાઉન્ડથી સારવાર ન કરેલો ઝિયોલાઇટ પાઉડર છીપ જેવા આકાર સાથે નોંધપાત્ર રીતે સમૂહિત હોય છે. તેનાથી વિપરીત, 5 min ની સોનિકેશન સારવાર (200 mL નમૂનાનું 320 W પર સોનિકેશન) મોટાભાગના છીપ જેવા આકારોને નષ્ટ કરતી જણાય છે, જેના પરિણામે વધુ વિક્ષેપિત અંતિમ પાઉડર મળે છે. (જુઓ Ramirez Medoza et al. 2020)
ઉદાહરણ તરીકે, Ramirez Medoza et al. (2020) એ Hielscher પ્રોબ અલ્ટ્રાસોનિકેટર UP200S નો ઉપયોગ કરીને નીચા તાપમાને NaX ઝિયોલાઇટ (એટલે કે, સોડિયમ સ્વરૂપમાં સંશ્લેષિત ઝિયોલાઇટ X (NaX))નું સ્ફટિકીકરણ કર્યું હતું. સ્ફટિકીકરણના પ્રથમ કલાક દરમિયાન સોનિકેશન કરવાથી પ્રમાણભૂત સ્ફટિકીકરણ પ્રક્રિયાની સરખામણીએ પ્રતિક્રિયાના સમયમાં 20% ઘટાડો થયો હતો. વધુમાં, તેમણે દર્શાવ્યું હતું કે લાંબા સમય સુધી ઉચ્ચ તીવ્રતાવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડથી સોનિકેશન કરવાથી અંતિમ પાઉડરમાં કણોના ગઠ્ઠા બનવાની માત્રા પણ ઘટાડી શકાય છે.
ઝિયોલાઇટ સંશ્લેષણ માટે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ
Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સનું અત્યાધુનિક હાર્ડવેર અને સ્માર્ટ સોફ્ટવેર વિશ્વસનીય કામગીરી, પુનરુત્પાદનીય પરિણામો તેમજ ઉપયોગમાં સરળતાની ખાતરી આપવા માટે રચાયેલાં છે. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ મજબૂત અને વિશ્વસનીય છે, જેથી તેમને ભારે કામગીરીની પરિસ્થિતિઓમાં સ્થાપિત કરીને ચલાવી શકાય છે. સહજ રીતે સમજી શકાય તેવા મેનુ દ્વારા કાર્યસંચાલનની સેટિંગ્સ સરળતાથી મેળવી અને ગોઠવી શકાય છે; આ મેનુ ડિજિટલ રંગીન ટચ-ડિસ્પ્લે અને બ્રાઉઝર દ્વારા રિમોટ કંટ્રોલથી મેળવી શકાય છે. તેથી, ચોખ્ખી ઊર્જા, કુલ ઊર્જા, કંપવિસ્તાર, સમય, દબાણ અને તાપમાન જેવી પ્રક્રિયાની તમામ પરિસ્થિતિઓ બિલ્ટ-ઇન SD-કાર્ડ પર આપમેળે નોંધાય છે. આનાથી તમે અગાઉ કરેલાં સોનિકેશનની સમીક્ષા અને સરખામણી કરી શકો છો તથા ઝિયોલાઇટ સંશ્લેષણ અને વિક્ષેપણની પ્રક્રિયાને સર્વોચ્ચ કાર્યક્ષમતા માટે શ્રેષ્ઠ બનાવી શકો છો.
Hielscher Ultrasonics સિસ્ટમોનો ઉપયોગ વિશ્વભરમાં સ્ફટિકીકરણ પ્રક્રિયાઓ માટે થાય છે અને ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા ઝિયોલાઇટ્સ તથા ઝિયોલાઇટ વ્યુત્પન્નોના સંશ્લેષણ માટે તે વિશ્વસનીય હોવાનું સાબિત થયું છે. Hielscher ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ સતત કામગીરીમાં (24/7/365) સરળતાથી ઊંચા કંપવિસ્તારે ચાલી શકે છે. પ્રમાણભૂત સોનોટ્રોડ્સ (અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ્સ / હોર્ન્સ) વડે 200µm સુધીના કંપવિસ્તાર સરળતાથી સતત ઉત્પન્ન કરી શકાય છે. તેનાથી પણ ઊંચા કંપવિસ્તાર માટે જરૂરિયાત મુજબ બનાવેલા અલ્ટ્રાસોનિક સોનોટ્રોડ્સ ઉપલબ્ધ છે. તેમની મજબૂતાઈ અને ઓછી જાળવણીની જરૂરિયાતને કારણે, અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ સામાન્ય રીતે ભારે કામગીરીવાળા ઉપયોગો અને કઠિન પરિસ્થિતિઓવાળા વાતાવરણમાં સ્થાપિત કરવામાં આવે છે.
સોનોકેમિકલ સંશ્લેષણ, સ્ફટિકીકરણ અને કણોના ગઠ્ઠા છૂટા પાડવા માટેના Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ વિશ્વભરમાં વ્યાપારી ધોરણે પહેલેથી જ સ્થાપિત છે. તમારી ઝિયોલાઇટ ઉત્પાદન પ્રક્રિયા વિશે ચર્ચા કરવા માટે હમણાં જ અમારો સંપર્ક કરો! અમારો અત્યંત અનુભવી સ્ટાફ સોનોકેમિકલ સંશ્લેષણ પદ્ધતિ, અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમો અને કિંમતો વિશે વધુ માહિતી આપતાં આનંદ અનુભવશે!
અલ્ટ્રાસોનિક સંશ્લેષણ પદ્ધતિના લાભથી, તમારું ઝિયોલાઇટ ઉત્પાદન અન્ય ઝિયોલાઇટ સંશ્લેષણ પ્રક્રિયાઓની સરખામણીએ કાર્યક્ષમતા, સરળતા અને ઓછા ખર્ચની દૃષ્ટિએ ચડિયાતું બનશે!
નીચેનું કોષ્ટક અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સની અંદાજિત પ્રક્રિયા ક્ષમતાનો ખ્યાલ આપે છે:
| બેચનું ઘનફળ | પ્રવાહ દર | ભલામણ કરેલાં ઉપકરણો |
|---|---|---|
| 1 થી 500mL | 10 થી 200mL/min | UP100H |
| 10 થી 2000mL | 20 થી 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 થી 20L | 0.2 થી 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 થી 100L | 2 થી 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 થી 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | વધુ | સમૂહમાં ગોઠવેલાં UIP16000 |
અમારો સંપર્ક કરો! / અમને પૂછો!
સાહિત્ય / સંદર્ભો
- Roy, Priyanka; Das, Nandini (2017): Ultrasonic assisted synthesis of Bikitaite zeolite: A potential material for hydrogen storage application. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 36, 2017, 466-473.
- Sanaa M. Solyman, Noha A.K. Aboul-Gheit, Fathia M. Tawfik, M. Sadek, Hanan A. Ahmed (2013):
Performance of ultrasonic-treated nano-zeolites employed in the preparation of dimethyl ether. Egyptian Journal of Petroleum, Volume 22, Issue 1, 2013. 91-99. - Heidy Ramirez Mendoza, Jeroen Jordens, Mafalda Valdez Lancinha Pereira, Cécile Lutz, Tom Van Gerven (2020): Effects of ultrasonic irradiation on crystallization kinetics, morphological and structural properties of zeolite FAU. Ultrasonics Sonochemistry Volume 64, 2020.
- Askari, S.; Halladj, R. (2012): Ultrasonic pretreatment for hydrothermal synthesis of SAPO-34 nanocrystals. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 19, Issue 3, 2012. 554-559.
જાણવા યોગ્ય તથ્યો
ઝિયોલાઇટ્સ
ઝિયોલાઇટ્સ એલ્યુમિનોસિલિકેટનો વર્ગ છે, એટલે કે AlO2 અને SiO2, જે “આણ્વિક ચાળણીઓ” તરીકે ઓળખાતા સૂક્ષ્મછિદ્રાળુ ઘન પદાર્થોની શ્રેણીમાં આવે છે. ઝિયોલાઇટ્સ મુખ્યત્વે સિલિકા, એલ્યુમિનિયમ, ઑક્સિજન અને ટાઇટેનિયમ, ટીન, ઝિંક જેવી ધાતુઓ તથા અન્ય ધાતુના અણુઓથી બનેલા હોય છે. આણ્વિક ચાળણી શબ્દ ઝિયોલાઇટ્સના વિશિષ્ટ ગુણધર્મ પરથી ઉદ્ભવ્યો છે, જેના દ્વારા તે મુખ્યત્વે કદના આધારે બાકાત રાખવાની પ્રક્રિયા વડે અણુઓને પસંદગીપૂર્વક અલગ પાડે છે. આણ્વિક ચાળણીઓની પસંદગીક્ષમતા તેમના છિદ્રોના કદથી નિર્ધારિત થાય છે. છિદ્રોના કદના આધારે, આણ્વિક ચાળણીઓને સ્થૂળછિદ્રાળુ, મધ્યછિદ્રાળુ અને સૂક્ષ્મછિદ્રાળુ શ્રેણીઓમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. ઝિયોલાઇટ્સના છિદ્રોનું કદ <2 nm હોવાથી તે સૂક્ષ્મછિદ્રાળુ પદાર્થોના વર્ગમાં આવે છે.
તેમની છિદ્રાળુ સંરચનાને કારણે, ઝિયોલાઇટ્સ વિવિધ પ્રકારના ધનાયનોને પોતાની અંદર સમાવી શકે છે, જેમ કે Na+, K+, Ca2+, Mg2+ અને અન્ય. આ ધન આયનો પ્રમાણમાં શિથિલ રીતે બંધાયેલા હોય છે અને સંપર્કમાં આવતા દ્રાવણમાં રહેલા અન્ય આયનો સાથે તેમનો સહેલાઈથી વિનિમય થઈ શકે છે. વધુ સામાન્ય ખનિજ ઝિયોલાઇટ્સમાં એનાલ્સાઇમ, કેબેઝાઇટ, ક્લિનોપ્ટિલોલાઇટ, હ્યુલેન્ડાઇટ, નેટ્રોલાઇટ, ફિલિપ્સાઇટ અને સ્ટિલ્બાઇટનો સમાવેશ થાય છે. ઝિયોલાઇટના ખનિજ સૂત્રનું એક ઉદાહરણ છે: Na2Al2Si3O 10·2H2O, જે નેટ્રોલાઇટનું સૂત્ર છે. ધનાયન વિનિમય કરેલા આ ઝિયોલાઇટ્સ જુદી જુદી અમ્લતા ધરાવે છે અને અનેક અમ્લ-ઉત્પ્રેરિત પ્રતિક્રિયાઓને ઉત્પ્રેરિત કરે છે.
તેમની પસંદગીમૂલકતા અને છિદ્રાળુતામાંથી ઉદ્ભવતા ગુણધર્મોને કારણે, ઝિયોલાઇટ્સનો ઉપયોગ ઘણીવાર ઉત્પ્રેરકો, સોર્બન્ટ્સ, આયન વિનિમયકો, ગંદા પાણીની સારવાર માટેના ઉપાયો અથવા જીવાણુરોધી કારકો તરીકે થાય છે.
ઉદાહરણ તરીકે, ફોજાસાઇટ ઝિયોલાઇટ (FAU) ઝિયોલાઇટ્સનું એક વિશિષ્ટ સ્વરૂપ છે, જેનું માળખું 1.3nm વ્યાસ ધરાવતાં પોલાણોથી બનેલું હોય છે અને આ પોલાણો 0.8 nm ના છિદ્રો દ્વારા પરસ્પર જોડાયેલા હોય છે. ફોજાસાઇટ-પ્રકારના ઝિયોલાઇટ (FAU)નો ઉપયોગ ફ્લુઇડ કેટાલિટિક ક્રેકિંગ (FCC) જેવી ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાઓ માટે ઉત્પ્રેરક તરીકે અને વાયુપ્રવાહોમાં રહેલા બાષ્પશીલ કાર્બનિક સંયોજનો માટે અધિશોષક તરીકે થાય છે.
Hielscher Ultrasonics ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સ પ્રયોગશાળાના કદ થી ઔદ્યોગિક કદ સુધી બનાવે છે.
