2.1.7. Biến tính zeolit sau tổng hợp

NaOH, NaCl, thuỷ tinh lỏng Y 5 10 200 Metacaolanh đã xử lý axit, NaOH kết tinh 24h ở 100

oC

Già hoá 24h kết tinh 72 ở t

h o phòng, ở 100oC 4,1

Gần đây, một số sáng chế và công trình công bố đã cho thấy, mặc dù quá trình xử lý nhiệt đã tiến bộ đáng kể nhưng hiệu suất zeolit thu được vẫn chưa được cải thiện nhiều, hoặc nếu để đạt hiệu suất cao thì phải trải qua khá nhiều công đoạn xử lý phức tạp, nên các phương pháp này vẫn chưa tỏ ra ưu việt về mặt kinh tế và ý nghĩa khoa học còn hạn chế. Chẳng hạn, quá trình tổng hợp zeolit Y từ cao lanh chỉ nung ở 750oC trong vài giờ nhưng hiệu suất zeolit Y mới đạt khoảng 40%. Hoặc khi tổng hợp zeolit X phải trải qua giai đoạn nung hỗn hợp cao lanh với oxyt silic và muối cacbonat ở 950oC, sau đó kết tinh ở 100oC mà sản phẩm thu được chỉ đạt hiệu suất 55%. Hoặc như để thu được sản phẩm zeolit X có độ tinh thể khoảng 85%, quá trình tổng hợp phải trải qua giai đoạn nung hỗn hợp cao lanh với muối cacbonat và muối của kim loại quí hiếm trong 20 giờ ở 650oC, tiếp đến đồng thể hoá trong 24 giờ ở 75oC, cuối cùng kết tinh ở 100oC trong 30 giờ. Tóm lại, vấn đề tổng hợp zeolit từ khoáng sét tự nhiên nói chung và từ cao lanh nói riêng, cho đến nay, vẫn còn nhiều bất cập. Người ta đã thừa nhận việc tổng hợp các zeolit P, P1, A, X từ khoáng sét là một lợi thế trong công nghiệp hấp phụ và trao đổi cation, do đó, một lần nữa có thể thấy, bên cạnh hướng tổng hợp zeolit từ hoá chất sạch, hướng tổng hợp zeolit trên cơ sở nguồn tài nguyên khoáng sét vẫn được coi là một hướng có nhiều triển vọng.

2.1.7. Biến tính zeolit sau tổng hợp

Các zeolit sau khi tổng hợp thường được biến tính theo nhiều cách khác nhau để điều chế xúc tác. Hai biến tính rất quan trọng ảnh hưởng nhiều đến tính chất xúc tác của zeolit là tách nhôm khung mạng (dealumination) và trao đổi cation [12, 13, 14]. a) Dealumin: thường được áp dụng trên zeolit Y để sử dụng cho xúc tác cracking. Trong thực tế, việc tổng hợp zeolit Y có tỷ số Si/Al  3 là rất khó thực hiện. Yêu cầu đòi hỏi đối với zeolit Y là tăng tỷ số Si/Al để thay đổi tính chất (axit, bền nhiệt,...) theo chiều hướng có lợi đối với hoạt tính xúc tác cracking hydrocacbon [31]. Vì thế, người ta thường dùng phương pháp dealumin đối với zeolit Y tổng hợp, theo các cách sau: (1) xử lý thuỷ nhiệt NH4Y (tạo USY, ultrastable Y); (2) xử lý hoá học bằng cách phản ứng với các tác nhân chelat (như EDTA), hơi F2, các halogenua dễ bay hơi không chứa silic (như CoCl2, BCl3); (3) phối hợp xử lý thuỷ nhiệt và hoá học với mục đích loại Al ngoài mạng: zeolit USY tạo ra bởi phương pháp thuỷ nhiệt được cho xử lý với các dung dịch axit (như HCl, HNO3), bazơ (như NaOH), muối (như KF), hoặc với các tác nhân chelat và halogenua dễ bay hơi như trên. Ngoài ra, với mục đích tăng tỷ số Si/Al, người ta còn cho zeolit phản ứng với các chất giàu silic như dung dịch (NH4)2SiF6, hơi SiCl4,... [32].