Bahan Komposit Berdasarkan Zeolit

Zeolit ​​​​ banyak digunakan sebagai adsorben, penukar ion, dan katalis heterogen dalam berbagai aplikasi, karena keasaman permukaan yang melimpah, luas permukaan yang besar, stabilitas hidrotermal yang sangat baik, dan kemampuan penyaringan molekul tertentu.

Namun, keterbatasan difusi molekul reaktan besar dalam kristal adalah masalah yang sangat parah selama reaksi katalisis, karena mikropori oklusif parsial kecil dan tunggal dalam zeolit ​​konvensional.

Meskipun bahan mesopori yang dipesan disintesis untuk memecahkan masalah keterbatasan difusi, bahan-bahan ini pada dasarnya adalah kerangka amorf, memiliki keasaman permukaan yang buruk dan sifat struktur yang tidak stabil, yang menghasilkan aktivitas yang tidak memuaskan dalam reaksi yang dikatalisis asam; dengan demikian, jelas sulit untuk meningkatkan kinerja katalisis hanya melalui produksi bahan analog untuk menyelesaikan masalah difusi.

Mengingat pentingnya kerangka zeolit, zeolit ​​berukuran nano dengan panjang jalur intrakristalin pendek telah diproduksi untuk memecahkan masalah difusi, sedangkan sulit untuk mendaur ulang nanokatalis ini setelah katalisis heterogen dan stabilitas hidrotermal zeolit ​​berukuran nano juga layak. diskusi. Oleh karena itu, memperkenalkan sistem pori sekunder selain mikropori pada kristal zeolit ​​menjadi pusat penelitian utama dan itu adalah sintesis hierarki zeolit.

Zeolit ​​hierarkis ini memiliki keunggulan zeolit ​​tradisional dan bahan mesopori, yang dapat sangat memperluas aplikasi mereka dalam katalisis, diuntungkan dari peningkatan luas permukaan luar, situs asam permukaan yang melimpah, penurunan panjang jalur difusi, dan stabilitas hidrotermal yang besar juga. Terbukti bahwa pengendapan kokas lebih disukai terjadi di mesopori daripada di mikropori dalam aplikasi katalisis.

Bahan Komposit Berdasarkan Zeolit

Penggunaan teknis zeolit ​​​​dalam proses katalitik dan/atau adsorpsi memerlukan badan atau struktur geometris yang lebih besar untuk mengatasi masalah yang terkait dengan ukuran kecil (nm/um) serbuk hasil sintesis.

Dengan demikian, bubuk zeolit ​​​​umum tidak dapat diterapkan secara teknis seperti, misalnya, penanganan masalah, peningkatan penurunan tekanan, dan manajemen panas dalam reaktor teknis akan membatasi penerapan dan efektivitasnya dalam proses teknis.

Oleh karena itu, pembentukan harus dilakukan secara umum baik dengan i) pemadatan (agregasi) atau ii) pelapisan (pembentukan lapisan dengan proses agregasi (nonreaktif) atau kristalisasi (reaktif). 

Komposit yang dihasilkan setidaknya terdiri dari dua komponen, zeolit ​​​​sebagai yang diinginkan, bagian fungsional (mikropori) dan bahan pengikat (umumnya tanah liat) dan/atau struktur pendukung (misalnya, manik-manik, struktur monolitik seperti busa, pelat, sarang lebah), masing-masing. Yang terakhir memberikan kekuatan dan stabilitas sistem komposit.

Kedua rute biasanya mengarah ke sistem hierarkis di seluruh:

i) agregasi kristal zeolit ​​​​dan komponen pengikat biasanya setelah tahap kalsinasi terbentuk zeolit ​​stabil yang mengandung geometri yang telah ditentukan sebelumnya (granular atau monolitik) dengan porositas antar kristal tambahan (kebanyakan mesopori), sedangkan

ii) porositas tambahan dalam sistem berbasis pelapisan akan disediakan oleh struktur pendukung pra-desain di mana zeolit ​​​​mikro akan diikat dengan bantuan pengikat (agregasi) atau dengan cara reaktif (kristalisasi).

Selain jalur pelapisan ini memberikan bentuk yang tepat dengan porositas yang diinginkan, jalur lain untuk membentuk, sebagian besar struktur monolitik didasarkan pada proses templating pengorbanan dan kristal zeolit ​​yang kuat membentuk arsitektur zeolit ​​yang stabil dan mandiri.

Dengan demikian, tiga jenis sistem komposit dibedakan: i) komposit yang dibuat dengan pemadatan biasanya dengan adanya pengikat, ii) komposit berdasarkan proses pelapisan ke bahan pendukung, dan iii) arsitektur zeolitik mandiri berdasarkan proses templating korban.

Komposit Zeolit ​​dengan Pemadatan

Secara tradisional, komposit zeolit ​​berbentuk ada dalam bentuk pelet, manik-manik, atau silinder. Mereka dibuat dengan proses pemadatan seperti granulasi, peletisasi, atau pencetakan ekstrusi dari massa seperti adonan yang dapat dibentuk, yang mengandung setidaknya bubuk zeolit ​​​​dan komponen pengikat seperti tanah liat (misalnya, kaolin, montmorillonit, attapulgite), silika, dan/atau alumina sebagai komponen utama yang telah disiapkan sebelumnya.

Selain karakteristik viskositas adonan pembentuk, pengikat setelah pemadatan biasanya meningkatkan sifat mekanik, misalnya, kekuatan dan ketahanan gesekan dari komposit yang mengandung zeolit, yang merupakan prasyarat untuk penggunaannya sebagai katalis atau adsorben dalam aplikasi industri.

Setelah tahap pemadatan dengan kalsinasi, badan zeolit ​​berbentuk seperti itu mengandung sistem pori antar-khusus dan saling berhubungan, yang diklasifikasikan sebagai hierarkis. Dengan penambahan templat atau porogen (keras) lainnya, seperti, misalnya, garam anorganik, bola karbon atau serat ke dalam campuran sebelum dibentuk dan dikalsinasi, komposit dengan tingkat porositas yang lebih tinggi, misalnya, multimodal (mikro/meso/makro ) dan ukuran pori yang lebih besar diperoleh.

Metode lain yang baru-baru ini dikembangkan untuk meningkatkan fraksi zeolit ​​​​dalam benda berbentuk, adalah kristalisasi ulang pengikat menjadi kristal zeolit ​​​​di dalam benda yang dibentuk sebelumnya tanpa melarutkannya. Sebagai hasil tambahan, karakter hierarki tubuh yang dihasilkan akan ditingkatkan.

Dengan pendekatan kristalisasi ulang ini, bahan-bahan all-zeolit ​​tanpa pengikat dalam bentuk badan pra-bentuk disiapkan, yang dalam arti sempit tidak ada lagi komposit. Dalam konteks ini, Schumann et al. melaporkan persiapan tubuh FAU- (Zeolite X) dan zeolit ​​(Zeolite A) tipe LTA tanpa pengikat secara hierarkis dengan basa ringan setelah perawatan.

Mereka juga dapat membuktikan, bahwa badan 13X yang direkristalisasi dan hierarkis, menunjukkan kapasitas adsorpsi yang lebih tinggi dan sifat perpindahan massa yang lebih baik dibandingkan dengan badan yang mengandung pengikat yang ditunjukkan untuk adsorpsi H2O dan CO2 dan dengan pengukuran NMR gradien bidang berdenyut (PFG) untuk air. Menariknya, Chemiewerk Bad Köstritz (CWK, Jerman) telah mengkomersialkan manik-manik zeolit ​​bebas pengikat tersebut.

Komposit yang Mengandung Zeolit ​​dengan Melapisi Penopang

Pada tahun-tahun sebelumnya, komposit yang mengandung zeolit, bahkan tidak dinilai sebagai "hierarkis", tetapi telah menjadi subjek penelitian intensif sebagian besar dalam aspek teknis dan aplikatif, misalnya, sebagai katalis dalam sistem pengendalian emisi, dan untuk pengembangan kemasan katalitik terstruktur untuk menerapkan konsep reaktor baru (yaitu, konfigurasi monolitik).

Perkembangan terakhir berfokus pada teknologi mikroreaktor, pada preparasi membran dan juga unit adsorpsi/pemisahan. Selain itu, zeolit ​​dan komposit zeolit ​​semakin banyak digunakan dalam proses katalitik lingkungan dan saat ini juga dalam sistem pompa panas berbasis adsorpsi.

Seperti disebutkan sebelumnya, bahan pertama yang dapat dihitung sebagai zeolit ​​​​terorganisasi secara hierarkis adalah komposit yang mengandung zeolit ​​​​berdasarkan diatom dan gelas berpori. Dalam kedua kasus, fraksi zeolit ​​sebagian besar dilapisi secara reaktif ke permukaan bahan pendukung.

Pada umumnya banyak bahan substrat dalam bentuk tipe struktural yang sangat berbeda dengan berbagai geometri (serat, manik-manik, jaring, monolit, pelat), misalnya, seperti sarang lebah keramik dan busa logam atau keramik, busa logam, pelat logam aluminium, struktur polimer, dan kemasan inert atau reaktif seperti aluminium (oksida) atau kaca silika, telah digunakan sebagai pendukung untuk pembuatan komposit baru yang mengandung lapisan berbagai jenis zeolit ​​(misalnya, MFI, BEA, LTA, FAU, CHA).

Tujuan dari desain target komposit tersebut adalah untuk mencapai arsitektur berpori hierarkis, di mana, misalnya, kemampuan penyaringan molekuler dan/atau aktivitas katalitik zeolit ​​​​dapat disesuaikan dengan sifat mekanik dan struktural pendukung.

Namun, kisaran bahan pendukung yang tersedia saat ini di pasar sangat terbatas sehubungan dengan jaringan pori yang diinginkan dan dibutuhkan untuk transportasi yang dioptimalkan, dan untuk sifat struktural dan mekanik yang dihasilkan.

Komposit Zeolit ​​dengan Transformasi Dukungan Parsial

Salah satu kasus pelapisan khusus adalah apa yang disebut transformasi penopang parsial (PST) di mana zeolit ​​yang terbentuk dan tumbuh tumbuh menjadi penopang, yang berfungsi sebagai bahan mentah dan dikonsumsi dalam proses pada waktu yang sama.

Hasilnya, diperoleh ikatan interkoneksi yang kuat antara kedua komponen, zeolit ​​dan penyangga. Ada dua prasyarat untuk penerapan teknik pelapisan reaktif ini:

i) penyangga harus mengandung setidaknya satu konstituen dari fase zeolit ​​yang terbentuk kemudian dan

ii) penyangga menyediakan inti untuk kristalisasi zeolit ​​di bawah kondisi kristalisasi zeolit.

Pertimbangan bahan komposit:

Prasyarat: Bahan dengan geometri yang sesuai dan komposisi yang dipilih secara khusus harus tersedia.

Keuntungan: Persyaratan geometris dapat diimplementasikan dalam proses pra-pembentukan benda yang diperlukan untuk aplikasi tertentu, berbagai macam geometri pra-bentuk dapat disediakan untuk memenuhi kebutuhan teknis.

Keterbatasan: Pencocokan bahan dan bentuk bahan awal dengan kondisi keras tertentu dari proses kristalisasi, komposit yang disintesis harus tahan terhadap penghilangan surfaktan dengan perawatan pasca-sintesis yang keras, pengetahuan khusus.

Peluang: Spesimen yang layak secara teknis dan berguna dengan sifat yang diinginkan (misalnya, geometri, sifat mekanik) dapat diberikan secara langsung, terutama tidak ada masalah pemisahan setelah sintesis, sebagian besar tidak ada dampak negatif pengikat pada produk akhir.

Distributor Zeolit Untuk Berbagai Aplikasi dan Industri

Jika Anda adalah perusahaan yang membutuhkan zeolit untuk pengolahan berbagai produk Anda, kami siap membantu. Ady Water jual zeolit untuk filter air jenis batu, pasir, dan tepung. Kemasan zeolit per karung 20 kilogram dan eceran 4 kilogram.

Kami juga sudah suplai zeolit ke industri food and beverage, berbagai BUMN, kebutuhan softener (Pelunak Air / Pengurang Kesadahan Air) rumah tangga. Semua produk kami ready stock. Selain itu, kami juga dapat memberikan suplai hingga puluhan ton secara rutin per bulan atau sesuai dengan kebutuhan Anda.

Untuk informasi lebih lanjut bisa hubungi kami di;

Pusat Zeolit Unggulan Ady Water Bandung

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

 

Zeolit Filtrasi Air Jakarta

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

 

Zeolit Untuk Air Bersih Jakarta Barat

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

 

 Atau Anda juga bisa langsung kontak sales kami secara langsung baik via phone maupun WhatsApp:

•         0821 2742 4060 (Ghani)

•         0812 2165 4304 (Yanuar)

•         0821 2742 3050 (Rusmana)

•         0821 4000 2080 (Fajri)

•         0812 2445 1004 (Kartiko)

•         0812 1121 7411 (Andri)               

Untuk Anda yang membutuhkan zeolit baik untuk kebutuhan pengolahan air rumah tangga maupun industri termasuk bagi Anda yang menjalankan bisnis pengolahan air, silahkan kontak kami segera.

Jika Anda memiliki pertanyaan seputar zeolit, silahkan kontak kami untuk diskusi lebih lanjut dan temukan produk zeolit sesuai kebutuhan. Kami di Ady Water menawarkan zeolit terbaik untuk berbagai aplikasi. Silahkan datang ke kantor kami atau kontak sales kami di nomor di atas. Terima kasih.