به اشتراک بگذارید:

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin

روش های شناسایی زئولیت ها

در این مقاله سعی داریم تا شما را با انواع روش های شناسایی زئولیت ها آشنا کنیم.با ما همراه باشید تا پاسخ تمامی سوالات خود را در ارتباط با زئولیت بیابید.

زئولیت چیست؟زئولیت

یک لیوان آب را گرم کنید تا دیر یا زود هنگام جوشیدن بخار از آن خارج شود. مطمئناً انتظار ندارید که اگر یک سنگ را گرم کنید، همین اتفاق بیفتد ، مگر اینکه نوع خاصی از سنگ به نام زئولیت باشد که آب را درون آن به دام می‌اندازد.

در سال ۱۷۵۶، زمین شناس سوئدی، اکسل کرونستد (۱۷۲۲-۱۷۶۵) – که بیشتر به عنوان کاشف نیکل شناخته می شود، نام “زئولیت” را ابداع کرد زیرا به معنای واقعی کلمه به معنای “سنگ جوش” است. زئولیت ها چیست و چگونه کار می کنند؟ بیایید نگاه دقیق تری بیندازیم!

زئولیت‌ یک ماده معدنی حاوی آلومینوسیلیکات‌ های ریز و متخلخل کریستالی هیدراته است که ساختار آنها کانال ها و یا حفره هایی با ابعاد مولکولی (قطر ۰٫۳-۱٫۵ نانومتر) را در بر می گیرد. زئولیت ها کاربردهای صنعتی گسترده‌ای را بعنوان کاتالیزور، جاذب و مبدل یونی دارند.

قابل توجه است که در زندگی روزمره، زئولیت های متفاوتی وجود دارند و به طور گسترده به عنوان جاذب، مبدل یونی در شوینده ها، صنعت پزشکی ، کشاورزی ، یا بعنوان کاتالیزور در فرآیندهای صنعتی، پالایش نفت و یا پتروشیمی، مواد شیمیایی و تصفیه آب استفاده می شوند.

مشخصات زئولیت

  • فرمول شیمایی (Clinoptilolite): (Na,K,Ca)2-3Al3(Al,Si)2Si13O36·۱۲H2O
  • ساختار بلوری: Monoclinic (تک شیب)
  • نوع گروه کانی: تکتوسیلیکات ( قلیایی)
  • درجه سختی: ۳.۵ تا ۵.۵
  • جرم حجمی: ۲ تا ۲.۴ gr/cm۲

مراحل بررسی زئولیت ها

داشتن اطلاعات کافی درباره ساختار و خواص شيميایی زئوليت ها برای به دست آوردن رابطه ای بين خواص شيميائی و جذبی و كاتاليزوری نیز ضروری است.
در ادامه به شرح مراحل مختلف بررسی و شناسايی يك زئوليت نیز می پردازیم:

  •  نمونه برداری زئوليت ها از معدن
  •  آماده سازی نمونه ها برای كار آزمايشگاهی شامل : جداسازی اوليه ناخالصی ها و آسياب كردن و دانه بندی
  •  تجزيه شيميايی و به دست آوردن فرمول و تركيب شيميايی نمونه زئوليت به روش شيميايي كلاسيك و دستگاهی
  •  تعيين ساختار زئوليت با روش های پراش سنجی اشعه ايكس و پراش سنجی نوترونی
  •  بررسی رفتار حرارتی زئوليت ها به كمك دستگاه های تجزيه حرارتی
  •  استفاده از تكنيك هاي طيف سنجي IR و NMR در بررسی موقعیت يون ها و مولكول هاي موجود در زئوليت ها
  • استفاده از ميكروسكوپ های نوری و الكترونی در بررسی سطحی زئوليت ها
  •  بررسی جنبه های مختلف پايداری فيزيكی و شيميايی نمونه ها
  •  تعيين پارامترهای مختلف كاربردی در ارزيابی توانايی های زئوليت مانند
    پارامترهای تبادل يون و جذب

 شناسایی زئولیت ها چه اطلاعاتی در اختیار ما می گذارد؟

در ادامه به شرح روش های شناسایی زئولیت ها نیز می پردازیم .روش های شناسایی زئوليت ها، اطلاعاتی راجع به موارد زير می دهند:

  •  ساختار و مورفولوژی زئوليت
  •  تركيب شيميایی
  • توانائی جذب و نگهداری يون ها و مولكول ها
  •  توانایی تبديل مولكول ها

از پراهميت ترين روش های شناسايی زئوليت ها، می توان به روش های پراشی سنجی اشعه ايكس (XRD) و تكنيك های تجزيه حرارتی(TA) نیز اشاره کرد.

 

روش های شناسایی زئولیت ها

تعيين تركيب شيميايي نمونه ها به روش فلورسانس اشعه ايكس (XRF)

استفاده از این روش در صورت دسترسی به تركيبات استاندارد معتبر نیز می تواند در انجام سريع تجزيه شيميايی نمونه های معدنی طبيعی و ساخته شده بسیار موثر باشد.
براي انجام آزمايش های XRF مقدار 5 گرم از نمونه مورد نظر را داخل تشتک های  آلومينيومی مخصوص دستگاه پرس كرده. سپس نمونه پرس شده را پس از جای گذاری در محل نمونه دستگاه، مورد تجزيه شيميايی قرار می دهند.

گفتنی است با توجه به مكانيسم روش XRF كه بر اساس اندازه گيری تشعشع ايكس ثانويه توليد شده در اثر برخورد اشعه ايكس مشخصه دستگاه به نمونه استوار است، اندازه گيری عناصری كه توانایی توليد اشعه ايكس را ندارند، با اين روش ميسر نمی باشد. و دقت و درستی اندازه گيری برای عناصر سنگين تر به مراتب مطلوب تر می باشد.

پراش سنجی اشعه ايكس

از زمان کشف اشعه X توسط رونتگن در سال 1896 ميلادی ( در محدوده طول موج Å 0/1  تا 200 ) تاكنون استفاده از این اشعه بعنوان يكی از پر اهمیت ترین منابع به دست آوردن اطلاعات ساختمانی تركيبات مختلف بوده است .

همانطور که می دانید پرتوهای اشعه ايكس در اثر بمباران ماده با ذرات پر انرژی همانند الكترون، پروتون و يا فوتون های ديگر اشعه ايكس توليد مي شوند.
در اين روش كه اصول تئوری رسم الگو های پراش آن بر معادله براگ استوار است. از پودر ماده كريستالی با قطر تقريبی  (μm 1-5) برای انجام آزمايش استفاده می شود.

نحوه عملکرد اشعه ایکس

قابل ذکر است که اشعه ايكس تك فام پس از برخورد با ماده پودری شكل پراشيده شده و با ايجاد کردن يك الگوي پراش نحوه آرايش منظم اتم ها و يون ها و تقارن و نظم اجزاء ساختمانی و غير ساختمانی هر شبكه را نشان می دهد.

قابل ذکر است که الگوی پراش به دست آمده را می توان جهت شناسايی
ماده مورد آزمايش با الگوهای پراش استاندارد مواد مقايسه کرد .

در حال حاضر دايره المعارفی از الگوهای پراش اشعه ايكس استاندارد برای زئوليت ها (كه توسط روش های شبیه سازی كامپيوتری به دست آمده اند.) گردآوری شده است.

استفاده از کامپیوتر در تفسير داده هاي حاصل از روش پراش سنجي اشعه ايكس

پيشرفت های اخير علم كامپيوتر زمینه مناسبی را جهت توليد نرم افزار های قوی و جديد برای تفسير داده های حاصل از روش پراش سنجی اشعه ايكس بوجود آورده است .که يكي از اين روش ها،روش معروف ريتوالد 4 می باشد.

كه در این روش داده های تجربی حاصل از آزمايش های پراش سنجی توسط كامپيوتر بر هم منطبق شده. و اطلاعات ارزشمندی راجع به ساختمان كريستالی آن ها به دست می آيد.

 

کاربرد زئولیت در تصفیه آب و فاضلاب

تعیین درجه کریستالی بودن زئولیت ها

ساختار منحصر به فرد و نامشابه هر زئوليت بر اساس قرار گرفتن اتم ها و ابعاد سلول آن در شدت و محل پيك ها بروز پيدا مي كند.
به طور معمول درجه كريستالی بودن هر تركيب به صورت زير تعيين مي شود:

100 × (شدت پيک استاندارد/ شدت پيک نمونه) = درجه كريستالی بودن 

روش تجزيه حرارتی چیست؟

گفتنی است که روش های تجزيه حرارتی به دسته ای از روش های تجزيه ای گفته  مي شود. كه در آن تغييرات خاصيت فيزيكی از ماده مورد نظر بر اساس تابعی از دما و يا زمان ( در حالی كه آن ماده در معرض برنامه حرارتی كنترل شده ای قرار گرفته باشد)، اندازه گيری می شود.

سه تکنیک مهم روش تجزیه حرارتی

سه تكنيك مهم از اين روش ها كه در ارتباط با بررسی ساختاری زئوليت ها كاربرد
فراواني پيدا كرده اند عبارتند از :

  •  وزن سنجي حرارتي (TG)
  •  تجزيه حرارتي تفاضلي (DTA)
  •  گرماسنجي روبشي تفاضلي (DSC)

قابل ذکر است که تمامی دستگاه های تجزيه حرارتی صرف نظر از خاصيت فيزيكی كه اندازه گيری
می كنند دارای وجوه مشترك فراوانی هستند.از جمله اندازه گيری های حرارتی معمولاً پيوسته بوده و سرعت گرمادهی آن نسبت به زمان اغلب خطی می باشد.

 روش وزن سنجی حرارتی وزنی 

به کمک این روش می توان هر گونه تغيير وزن نمونه ،در اثر افزايش دما را اندازه گيری کرد .
تغيير در وزن می تواند ناشی از خارج شدن آب  و يا ساير مواد فرار يا تجزيه نمونه باشد.

 تجزيه حرارتي تفاضلي و گرماسنجي روبشي تفاضلي

در روش گرماسنجی روبشی تفاضلی هرگونه تغيير دمای نمونه نسبت به (DSC)
استاندارد با تغيير توان ورودی كوره خنثی شده. و خروجی دستگاه، تفاوت توان اعمال شده به نمونه مرجع و نمونه اصلی است .

قابل ذکر است که توسط اين روش ها كليه پديده های گرماگير و گرمازا
در زئوليت مورد بررسي قرار مي گيرد.

قیمت زئولیت

همان طور که پیش تر اشاره کردیم (روش های شناسایی زئولیت ها)، زئولیت ها انواع مختلفی دارند. که برخی دارای خاصیت اسیدی بوده و برخی نیز قلیایی هستند. علاوه براین لازم به ذکر است که روش تولید آن ها نیز با هم متفاوت بوده و نمونه های ایرانی آن رسوبی بوده و در اغلب کشورهای دیگر از نوع آتشفشانی استفاده می شود. بر همین اساس  قیمت این گروه از کانی ها متغییر بوده. و با در نظر گرفتن داخلی یا خارجی بودن و همچنین ویژگی های شیمیایی آن ها نیز تعیین می گردد.

به منظور استعلام قیمت انواع زئولیت می توانید با کارشناسان فروش ما تماس بگیرید.

خرید زئولیت

یکی از اصلی ترین کاربردهای زئولیت در صنعت تصفیه فاضلاب می باشد.علاوه براین، این کانی در کشاورزی، تصفیه آب استخر شنا و همچنین مکمل های غذایی برای دام و طیور مورد استفاده قرار می گیرد.

جهت خرید انواع زئولیت می توانید با گروه صنعتی ما تماس بگیرید. باید به این نکته توجه شود که ممکن است نوع زئولیت مورد استفاده در هر یک از صنایع با هم تفاوت هایی داشته و راندمان آنها با هم متفاوت باشد.

به همین علت مشاوره رایگان قبل از خرید توسط کارشناسان ما ارائه می گردد.

جهت مطالعه مقاله کاربرد زئولیت در بتن کلیک کنید

نظرات خود را با ما درمیان بگذارید

نظر دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *