زئولیت مصنوعی چیست؟
باید ابتدا گفت که انواع سنتتیک این کانی بسیار زیاد است. و تنوع زیادی از این ماده معدنی وجود دارد که حاصل فرآیند کریستالیزاسیون ژل سیلیکا-آلومینا در سرعت پایین می باشد. از نظر تئوری نیز تعداد بسیاری از این ساختارها را می توان ساخت. بدین ترتیب علاوه بر تغییرات در ساختار، می توان آن ها را با انواع اتم های دیگر نیز تولید کرد تا به لحاظ شیمیایی فعال باشند.
برخی از نمونه های ترکیبی آنها که اصطلاحا هترواتم نام دارند عبارتند از:
- ژرمانیوم
- آهن
- گالیم
- بر
- روی
- قلع
- تیتانیوم
نکته:
قابل ذکر است که زئولیت های صنعتی معمولا به صورت سنتتیک (ساختگی) تولید می شوند. روش های معمول برای تولید آنها شامل گرم کردن محلول‌های آبی آلومینا alumina و سیلیس همراه با محلول سود پرک است. سدیم آلومینات و سدیم سیلیکات نیز بعنوان معرف های معادل آن استفاده می شوند.
این ماده معدنی در فرم سنتتیک مزایای ویژه و بخصوصی نسبت به آنالوگ های طبیعی خود دارد. که می توان به حالت یکنواخت و فاز خالص تولید شده آن نیز اشاره نمود. همچنین می توان ساختارهایی تولید کرد که در طبیعت تولید نمی شوند.
گفتنی است که Zeolite A یک نمونه کاملا شناخته شده می باشد. از آنجایی که مواد خام اصلی مورد استفاده به منظور تولید زیولیت، آلومینا و سیلیس (از متداول ترین کانی ها) هستند، پتانسیل سنتز آنها تقریبا قوی و نامحدود است.
گفتنی است که از ده‌ها زئولیت مصنوعی (حدود 150 مورد) برای اهداف خاص طراحی شده‌اند. که شناخته‌شده‌ترین آن ها زئولیت A (که معمولاً به عنوان شوینده لباس‌شویی استفاده می‌شود)، زئولیت X و Y (دو نوع مختلف فوجازیت که برای ترک‌های کاتالیستی استفاده می‌شوند) هستند. و کاتالیزور نفتی ZSM-5 (نام تجاری پنتاسیل-زئولیت).
قابل ذکر است که تولید زئولیت به صورت مصنوعی هزینه هایی در بر دارد. اما یکی از مزیت های برتر آن این است که درصد ناخالصی آن را می توان به هر میزانی که نیاز است کاهش داد و برای انواع موارد، مورد استفاده قرار داد.
تصویر بالا کریستال‌های زئولیت مصنوعی رشد کرده در CAMMP (مرکز پردازش مواد میکروگرانشی پیشرفته)، که یک مرکز مشارکت تحقیقاتی تحت حمایت ناسا می باشد را نشان می دهد.
ذراتی که در سمت راست قرار دارند حدود 10 برابر بزرگتر (25μm) و از سمت چپ (2.5μm) هستند. در ادامه مقاله (زئولیت مصنوعی چیست؟) شما را با روش های تولید زئولیت مصنوعی اشنا می کنیم.
(عکس از دکتر آلبرت ساکو و مرکز پرواز فضایی مارشال ناسا )
روش تولید زئولیت مصنوعی
تولید این ماده به صورت مصنوعی به دو روش جامد و مایع امکان پذیر است؛ به این صورت که واکنش های شیمیایی با دمای بالای ۳۰۰ درجه سانتی گراد انجام می پذیرد.
سنتز این ماده در حالت مایع با روشی به نام هیدروترمال از ارزان ترین روش ها محسوب می گردد. قابل ذکر است که واکنش پذیری و تولید این ماده در دمای بالا توسط راکتور اتوکلاو به انجام می رسد.
درنهایت محصول به دست آمده پس از چندین مرحله تصفیه، فیلتر شده و خشک می گردد. ماده به دست آمده به شکل جامد است که زئولیت می باشد.
معایب روش مصنوعی
گفتنی است که این روش دارای معایب زیر نیز می باشد:
- مصرف زیاد آب
- زمان طولانی برای تولید آن
البته روش های دیگری مانند روش غیر آبی، روش تابش امواج مایکروویو، روش سل-ژل و اولتراسوند وجود دارد که هر کداماز آنها هم دارای مزایا و معایبی نیز می باشند.
چرا از زئوليت هاي مصنوعي بجای زئولیت طبیعی استفاده می شود؟
در پاسخ به این پرسش باید بگوییم که به دليل كمبود ذخاير زئوليت طبيعي، تاكنون محققان كوشش هاي وسيعي در جهت جايگزيني گونه هاي سنتزي به جاي موارد طبیعی آن انجام داده اند .در حال حاضر بيش از 150 نوع زئوليت سنتزي یافت شده است.
كه بيشتر آن ها معادل طبيعي ندارند. گفتنی است که براي خیلی از زئوليت های
طبيعي نیز هم ارز مصنوعي آن ساخته نشده است. در جدول زیر نمونه های مهمی از زئوليت ها ي سنتزي نیز نشان داده شده است.
برخي از مهم ترين زئوليت هاي سنتزي شامل زئوليت ها A،X،Y و زئولون (ساخته شده از موردنيت ) و نيز زئوليت هاي سنتزي با سيليس بالا همانند ZSM-5 و ZSM-11 مي باشند. امروزه زئوليت هاي با خلوص بالاي سيليس با ساختمان
مصارف متعدد اين زئوليت ها محققان را وادار به سنتز گونه هاي جديدتر نموده است.
خرید زئولیت مصنوعی
یکی از اصلی ترین کاربردهای زئولیت که پیشتر در این مقاله (زئولیت مصنوعی چیست؟) بدان اشاره شد. 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.
