بررسي روش هاي فعال سازي كائولن در تهيه زئوليت A به روش آب گرمايي با امواج فرا صوت

Investigating the kaolin activation methods in ultrasonic-assisted hydrothermal synthesis of zeolite A

زئوليت LTA به ­عنوان يكي از پركاربرد­ترين زئوليت­ هاي صنعتي است كه در فرايندهاي متفاوت به­ عنوان جاذب، تبادل­گر يوني و كاتاليست به كار گرفته مي­شود. در اين پژوهش، زئوليت A با روش آب­ گرمايي از كائولن به­ عنوان منبع اتم ­هاي سيليكون و آلومينيم تهيه شد. روش­هاي متفاوت فعال­سازي كائولن مانند كلسينه­ شدن، ذوب قليايي و ذوب قليايي-استخراج مورد ارزيابي قرار گرفتند. ويژگي نمونه­ هاي تهيه ­شده با پراش پرتو ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي و جذب و واجذب نيتروژن بررسي و ظرفيت جذب آب ايستايي نمونه­ ها ارزيابي شدند. نتيجه­ ها نشان دادند، زمان تهيه در روش كلسينه­ شدن كمتر بود درحالي­كه ذوب قليايي منجر به تهيه زئوليت با خلوص بالاتري شد. دماي °C 700 به­ عنوان دماي بهينه كلسينه ­شدن كائولن نتيجه­ گيري شد. افزون ­برآن، ظرفيت جذب آب نمونه­ هاي تهيه ­شده در شكل­هاي پتاسيم و سديم در روش ذوب قليايي به ترتيب برابر با 14/35 و 24/36 درصد وزني و در روش ذوب قليايي-استخراج به ترتيب برابر با 70/14 و 06/25 درصد وزني به­دست آمد كه اين مقادير، بيشتر از ظرفيت جذب آب براي نمونه تهيه­ شده در روش كلسينه­ شدن (به ترتيب برابر با 12/24 و 18/27 درصد وزني) بود.

Zeolites LTA is widely used as an adsorbent, ion exchanger, and catalyst in the chemical and petrochemical industries. In the present study, at first, the Na form of zeolite A was synthesized by hydrothermal method from kaolin, using calcination and alkali fused activation methods. The samples were characterized by XRD, SEM, N2physisorption techniques. The obtained results showed that crystallization time is lower via the kaolin calcination route in comparison to the alkaline fusion. Moreover, the alkali activation method is more suitable compared to the calcination one and leads to the synthesis of zeolite with high purity. Sonochemical treatment reduced the crystallization and synthesis time. In addition, the water sorption capacity of the K and Na forms of zeolites prepared via the kaolin fusion were 14.35 and 24.36 wt. %, and for the samples prepared via fusion-extraction were 14.7 and 25.06 wt. %, respectively. These water sorption capacities are higher than the values reported for the samples prepared using metakaolin (equal to 12.24 and 18.27 wt %).