Cách điều chế và những ứng dụng của Zeolite

Zeolite trong tự nhiên được hình thành từ sự kết hợp giữa đá và tro núi lửa với các kim loại kiềm có trong nước ngầm. Chúng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khoa học cũng như công nghiệp với vai trò làm chất xúc tác, chất hấp phụ và trao đổi ion. Để hiểu sâu hơn về zeolite, hãy cùng LabVIETCHEM theo dõi chi tiết nội dung bài viết dưới đây.

Zeolite tự nhiên được hình thành từ tro núi lửa, đá và kim loại kiềm

Zeolite là gì?

- Zeolite là những tinh thể khoáng alumino silicate của một số kim loại có hệ thống mao quản đồng đều chứa các cation nhóm I và II.

- Công thức của zeolite là Me₂/_xO.Al₂O₃.nSiO₂.mH₂O. Trong đó, Me là các kim loại kiềm hoặc kiềm thổ.

- Đặc tính nổi bật của zeolite là khả năng hấp thụ các kim loại, amonia dạng NH₃, N-NH₄⁺, H₂S, NO₂,… tham gia đảo nước và cung cấp oxy.

- Tên gọi zeolite được nhà khoáng vật học Axel Fredrik Cronstedt người Thụy Điển đặt năm 1756, khi ông quan sát thấy khi nung nóng nhanh stilbit sẽ sinh ra một lượng lớn hơi nước bị một loại vật liệu hấp phụ trước đó. Dựa theo hiện tượng này, ông gọi nhóm vật liệu hấp thụ là zeolite.

Cấu trúc phân tử của zeolite

Các tiêu chí phân loại zeolite

Hiện nay có khoảng 150 loại zeolite được tổng hợp và 48 loại có sẵn trong tự nhiên.

Phân loại Zeolite

Cách điều chế zeolite

- Zeolite tự nhiên là sản phẩm của sự kết hợp giữa đá, tro núi lửa và các kim loại kiềm có trong nước ngầm. Zeolite là một khoáng chất có thể tạo thành một loạt các cấu trúc được tạo thành từ những mảng nhôm, silica, oxy và được gọi là aluminosilicates, trong đó Clinicoptilolite là phổ biến nhất. Chính cấu trúc và thành phần của chúng giúp chúng xốp và có độ nghiêng cao cho khả năng trao đổi cation. Mức độ của đặc tính trao đổi khác nhau giữa các loại và zeolite ​​xuất hiện tự nhiên do các tạp chất tiềm năng. 

- Zeolit nhân tạo được điều chế bằng 1 số cách như:

+ Từ gel đun trong autoclav chứa các hợp chất nhôm, silic, dung môi, chất khoáng hóa và một tác nhân định hình cấu trúc (SDA). Kích thước lỗ xốp, nhất là các lỗ vi xốp phụ thuộc vào tính chất của gel, các điều kiện phản ứng và kích thước của tác nhân SDA.  

+ Tổng hợp trực tiếp từ silicat và aluminat.

+ Tổng hợp từ các nguồn nguyên liệu tự nhiên, biến tính các aluminosilicat như khoáng phi kim loại (cao lanh, bentonite).

Zeolite có thể được sử dụng để làm gì?

Zeolite được dùng để làm gì?

- Trong nuôi trồng thủy sản, zeolite có khả năng hấp phụ amonia. Tuy nhiên, trong môi trường nước ngọt, khả năng hấp thụ này tốt hơn vì khi độ mặn tăng, khả năng hấp phụ amonia của zeolite bị kiềm chế mạnh bởi các cation hòa tan trong nước lợ. 

- Sản xuất phân bón zeolite: Khi bón vào đất, zeolite sẽ sẽ từ từ nhả chất dinh dưỡng có trong phân bón vào đất, nhờ đó mà tiết kiệm lượng phân bón được sử dụng. Đồng thời, do là vật liệu xốp nên nó giúp đất tơi xốp, tăng độ phì nhiêu, giữ ẩm và điều hoà độ pH ổn định cho đất.

Sản xuất phân bón zeolite

- Trong chăn nuôi, zeolite được trộn thêm vào thức ăn cho lợn, gà. Nó có khả năng hấp thụ các chất độc có trong cơ thể vật nuôi, từ đó tăng cường sức đề kháng, kích thích tiêu hóa và sự tăng trưởng.

- Trong xử lý chất thải, nước thải, zeolite được dùng để tách các ion kim loại nặng, amoni, các hợp chất hữu cơ độc hại, phốt pho, chì và hexavalent chromium. Sau khi sử dụng zeolite bị suy giảm thì hạt Zeolite ​​có thể được sử dụng cho nước muối đậm đặc và có thể tái sinh sau khi sử dụng. 

    Sử dụng zeolite trong xử lý nước thải ao tôm

- Nhờ khả năng tách nước có chọn lọc mà zeolite được dùng trong sản xuất cồn tuyệt đối.

- Zeolite chủ yếu được sử dụng để làm mềm nước nồi hơi vừa và nhỏ bằng cách loại bỏ các ion canxi và magie trong nước, giúp giảm nước chảy ăn mòn kim loại và kéo dài tuổi thọ nồi hơi. 

- Zeolite tạo ra một mặt nạ giải độc hiệu quả. Cấu trúc tế bào vi mô tổ ong của zeolite là một trong số ít các khoáng chất tích điện âm, tức là nó có thể thu hút các chất gây ô nhiễm tích điện dương. Bên trong các lồng tổ ong này tích điện âm và có thể chứa các khoáng chất có lợi cho sức khỏe như kali. Zeolite hoán đổi các khoáng chất tích điện âm này, có lợi cho những chất gây ô nhiễm tích điện dương trong hoặc trên cơ thể người. Nhờ đó, nó sẽ lấy đi những thứ xấu và thay thế bằng những thứ tốt hơn.

Zeolite tạo ra một mặt nạ giải độc hiệu quả

Trên đây là một số thông tin về zeolite mà LabVIETCHEM muốn chia sẻ đến bạn đọc. Hy vọng qua đó các bạn đã có thêm những hiểu biết hữu ích về zeolite. LabVIETCHEM hiện đang là địa chỉ cung cấp hóa chất uy tín, được đông đảo khách hàng tin tưởng. Nếu bạn nào có thắc mắc liên quan đến zeolite hay muốn tìm mua hóa chất, hãy liên hệ ngay với chúng tôi nhé.

Xem thêm: 

• Thiết bị ngoại vi là gì? Một số loại thiết bị ngoại vi chính
• Công thức tính khối lượng các loại thép thông qua khối lượng riêng của thép