Tekstur dan Fitur ZSM-5 yang Diperlakukan Alkali

Tekstur dan Fitur ZSM-5 yang Diperlakukan Alkali

Hasil dan Diskusi

Tekstur dan Fitur ZSM-5 yang Diperlakukan Alkali

XRD menunjukkan bahwa struktur ZSM-5 terpelihara dengan baik setelah perlakuan alkali, tetapi intensitas sebagian besar puncak sedikit menurun, menunjukkan bahwa perlakuan alkali tidak merusak struktur kristal ZSM-5, tetapi strukturnya termodulasi halus.

Isoterm adsorpsi N2 dan kurva distribusi ukuran pori dari sampel ditunjukkan pada Gambar 2, 3 masing-masing. Loop histeresis isoterm berubah dengan kondisi perlakuan alkali yang berbeda. Isoterm N2 (Gambar 2) dengan jelas menunjukkan bahwa semua isoterm menunjukkan tipe IV, yang merupakan karakteristik khas bahan mesopori (Verboekend dan Pérez-Ramírez, 2011). Data luas permukaan BET serta volume mikro dan mesopori yang ditentukan dengan metode t-plot ditunjukkan pada Tabel 1. 

Hebatnya, luas permukaan spesifik dari perlakuan alkali ZSM-5 menunjukkan tren yang meningkat dan volume mesopori meningkat. dari 0,08 hingga 0,35 cm3/g. Peningkatan ini disebabkan oleh pembentukan mesopori dengan sedikit penurunan volume mikrospora (0,114 vs 0,106 cm3/g untuk H-ZSM-5 segar dan secara hierarki H-ZSM-5, masing-masing). Penurunan volume mikropori disebabkan oleh desilikasi ZSM-5 sehingga menyebabkan amorfisasi minor pada proses perlakuan alkali (Verboekend et al., 2011). Hasil pola XRD menunjukkan ZSM-5 yang terstruktur secara hierarkis dapat diperoleh dengan metode perlakuan alkali sambil mempertahankan struktur mikropori MFI.

Gambar SEM dan TEM dari sampel ini masing-masing ditunjukkan pada Gambar 4-6. Morfologi ZSM-5 berbentuk segi empat atau heksagonal (Gambar 4). Dengan bertambahnya konsentrasi NaOH, ZSM-5 masih dapat mempertahankan struktur kristalnya yang sesuai dengan hasil XRD. Gambar SEM yang diperbesar menunjukkan morfologi seperti mesopori, sesuai dengan hasil adsorpsi-desorpsi N2.

Pengaruh Perlakuan Alkali pada Sifat Asam ZSM-5

Hasil NH3-TPD dari HZSM-5 segar dan HZSM-5 secara hierarki ditunjukkan pada Gambar 7. Kita dapat melihat bahwa profil desorpsi induk H-ZSM-5 menunjukkan dua maksimum, masing-masing pada 207 dan 390C. Maksima pertama berasal dari molekul NH3 yang diserap lemah, sedangkan yang kedua berasal dari situs asam B. Dalam hal hierarki HZSM-5, situs asam kuat lebih menonjol daripada di induk H-ZSM-5.

Gambar 8 menunjukkan spektrum FITR sampel HZSM-5 setelah desorpsi pada temperatur yang berbeda. Adsorpsi pada 1.545 dan 1.453 cm-1 ditugaskan ke situs asam B dan L, masing-masing. Rupanya, sejumlah besar situs asam L terbentuk di zeolit ​​setelah desilikasi. Hasilnya menunjukkan bahwa keasaman lemah yang diamati pada NH3-TPD (Gambar 7) memiliki sifat Lewis yang jelas dan dapat dianggap berasal dari Al dalam kerangka ekstra dari ZSM-5 secara hierarki, yang dihasilkan selama desilikasi. Singkatnya, dapat dikatakan bahwa semakin tinggi konsentrasi alkali, semakin kuat keasaman Lewis. Untuk hierarki HZSM-5 (B1, B2, B3), keasaman sampel B2 adalah yang terbesar, yang dapat memberikan lebih banyak situs adsorpsi untuk difusi molekuler dalam ZSM-5 secara hierarki.

Adsorpsi, Difusi Benzena pada ZSM-5 . yang Terstruktur Secara Hirarki

Gambar 9 menunjukkan isoterm adsorpsi benzena pada 30°C dalam ZSM-5 (B0) dan secara hierarki ZSM-5 (B1, B2, B3). Isoterm ZSM-5 menunjukkan adsorpsi khas Langmuir Tipe-I, yang mencapai saturasi pada tekanan rendah dan sedikit meningkat dengan peningkatan tekanan lebih lanjut. Isoterm pada hierarki ZSM-5 (B1, B2, B3) menunjukkan loop histeresis yang berbeda dengan isoterm pada B0. Dapat dilihat bahwa jumlah adsorpsi benzena pada B2 lebih tinggi dari pada B1 dan B3, hal ini mungkin disebabkan karena luas permukaan spesifik mikro-mesoporus pada B2 lebih tinggi dari pada B1 dan B3. Jumlah adsorpsi benzena dalam B2 terus meningkat dengan meningkatnya tekanan. Loop histeresis yang jelas dalam isoterm adsorpsi dan desorpsi terutama disebabkan oleh kondensasi kapiler dari adsorben berpori.

Dapat dilihat bahwa situs adsorpsi meningkat secara hierarkis di ZSM-5 sesuai dengan jumlah adsorpsi benzena. Nilai Smeso tertinggi, serta total volume tertinggi diperoleh untuk B2. Molekul benzena lebih suka mengadsorbsi pada tempat adsorpsi yang efektif, yang sesuai dengan jumlah asam terbesar B2. Meskipun B3 memiliki distribusi mesopori yang lebih luas, pada awalnya B3 mendorong molekul benzena untuk memasuki saluran porinya. Ketika molekul benzena yang cukup teradsorpsi di situs adsorpsi yang efektif, ZSM-5 secara hierarkis tidak dapat menampung lebih banyak molekul karena gaya interaksi antara molekul dan dinding pori. Jadi kinerja adsorpsi benzena pada hierarki ZSM-5 tidak hanya berkorelasi dengan keasaman ZSM-5, tetapi juga dengan struktur hierarki.

Temperatur desorpsi benzena terprogram dalam ZSM-5 dan secara hierarki ZSM-5 ditunjukkan pada Gambar 10. Dapat dilihat bahwa hanya satu puncak desorpsi yang ditunjukkan pada kurva Derivative Thermogravimetry (DTG) benzena pada ZSM-5, menunjukkan bahwa ada hanya satu mode interaksi antara benzena dan ZSM-5 sebelum dan sesudah perlakuan alkali. 

Benzena dapat terdesorbsi sempurna sebelum 200 °C, menunjukkan bahwa interaksi adsorpsi termasuk adsorpsi fisik (gaya van der Waals) antara molekul benzena dan ZSM-5, yang merupakan interaksi yang relatif lemah. Dibandingkan dengan zeolit ​​ZSM-5 secara hierarki, ZSM-5 induk memiliki pusat asam yang lebih kuat dan jumlah keasaman yang lebih besar, yaitu lebih banyak situs adsorpsi dan gaya interaksi yang lebih besar, sehingga suhu desorpsi relatif tinggi. Selain itu, laju difusi adsorpsi pada induk ZSM-5 adalah yang terkecil. Karena tidak banyak situs adsorpsi mesopori dan katalitik di dalamnya, jalur difusi mudah terhalang.

Dengan peningkatan konsentrasi alkali untuk membuat ZSM-5 secara hierarki, sebagian atom Al dapat dihilangkan dari kerangka ZSM-5, yang teradsorpsi pada permukaan ZSM-5 secara hierarki, dan dengan demikian menyediakan lebih banyak situs asam L. Sementara itu, mesopori dan volume pori meningkat secara bertahap, yang memberikan situs adsorpsi yang lebih efektif untuk molekul benzena dan memperpendek jalur difusi. 

Kinetika adsorpsi molekul benzena dalam ZSM-5 segar dan secara hierarki ZSM-5 pada suhu 30°C ditunjukkan pada Gambar 11, dan konstanta waktu difusi ditunjukkan pada Tabel 2. Dapat dilihat bahwa laju difusi benzena dalam ZSM secara hierarkis -5 meningkat secara signifikan. B3 memiliki lebih banyak mesopori dan volume pori dalam ketiga jenis ZSM-5 yang disintesis ini secara hierarkis, yang menyediakan jalur adsorpsi dan difusi yang cepat untuk difusi benzena. Dan dengan demikian, benzena memiliki kapasitas adsorpsi terbesar dan laju difusi tercepat di B3. 

Sedangkan kurva TG-DTG menunjukkan bahwa gaya interaksi antara molekul benzena dan B3 adalah yang terkecil, menunjukkan bahwa kinerja adsorpsi dan difusi benzena tidak hanya tergantung pada struktur hierarki ZSM-5 tetapi juga terkait dengan situs adsorpsi yang efektif. dalam salurannya. Kurva TG-DTG B2 menunjukkan bahwa suhu desorpsi B2 paling tinggi di ketiga jenis ZSM-5 ini secara hierarki, menyiratkan bahwa gaya interaksi terbesar di B2. Persentase mesopori di B2 lebih rendah dari B3, sehingga konektivitas mikro-mesoporinya lebih buruk daripada B3, sehingga konstanta waktu difusi benzena di B2 lebih kecil daripada di B3. Hasil ini juga menyiratkan bahwa kinerja adsorpsi dan difusi benzena tidak hanya terkait dengan konektivitas saluran dalam hierarki ZSM-5, tetapi juga bergantung pada situs adsorpsi yang efektif di dalamnya.

Kesimpulan

ZSM-5 secara hierarki dengan konektivitas yang baik berhasil disintesis dengan metode perlakuan alkali. Dengan peningkatan konsentrasi alkali, volume mesopori dan luas permukaan dalam hierarki ZSM-5 secara bertahap meningkat, dan luas permukaan adsorpsi juga meningkat, yang mengurangi resistensi difusi molekul dalam saluran pori ZSM-5 secara hierarkis.

Dengan menyelidiki sifat adsorpsi dan difusi benzena dalam hierarki ZSM-5, kita dapat dengan aman menyimpulkan bahwa kapasitas adsorpsi dan laju difusi dalam ZSM-5 hierarki tidak hanya terkait dengan struktur pori hierarkis, tetapi juga bergantung pada situs adsorpsi yang efektif. Secara hierarki ZSM-5 dengan keasaman tinggi memiliki situs adsorpsi yang lebih efektif dan kinerja yang lebih baik, yang kondusif untuk kinerja adsorpsi dan difusi molekul benzena. Konektivitas yang baik dalam hierarki ZSM-5 meningkatkan kinerja transfer massa benzena, yang bermanfaat bagi kinerja katalitik katalis ZSM-5 secara efisien.

LAYANAN ADY WATER

Jual zeolit untuk filter air jenis Batu, Pasir, dan Tepung. Kemasan zeolit per karung 20 kilogram dan eceran 4 kilogram. Sudah suplai zeolit ke industri Food and Beverage, berbagai BUMN, kebutuhan softener (Pelunak Air / Pengurang Kesadahan Air) rumah tangga. Ready Stock, kemampuan suplai hingga puluhan ton rutin per bulan

Nomor WA Sales Yang Mudah Dihubungi

Senang dapat membantu Anda, Semoga kami dapat segera menyelesaikan masalah air yang sedang Anda hadapi. Terimakasih

1. Ghani 0821 2742 4060

2. Yanuar 0812 2165 4304

3. Rusmana 0821 2742 3050

4. Fajri 0821 4000 2080

5. Kartiko 0812 2445 1004

6. Andri 0812 1121 7411

Alamat kantor/gudang Ady Water yang bisa dikunjungi langsung. 

Silahkan Bapak/Ibu mengunjungi alamat kantor/gudang kami. Kami akan melayani Anda dengan senang hati dan semoga dapat membantu masalah air yang sedang Anda hadapi. 

1. Alamat Bandung:

Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194

2. Alamat Jakarta Timur

Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830

3. Alamat Jakarta Barat

Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480

Katalog Ady Water

http://bit.ly/KatalogAdyWater