एसएसजेड-13
एसएसजेड-13 (फ्रेमवर्क टाइप कोड सीएचए) एक उच्च-सिलिका एलुमिनोसिलिकेट ज़ीइलाइट है जिसमें 0.38 × 0.38 एनएम माइक्रोपोर होते हैं।[1] यह जिओलाइट्स के एबीसी-6 परिवार के साथ-साथ ऑफ्रेटाइट, cancrinite, एरियोनाइट और अन्य संबंधित छोटे-छिद्र जिओलाइट्स से संबंधित है।[2] फ्रेमवर्क टोपोलॉजी चबाज़ाइट के समान है लेकिन एसएसजेड-13 में Si/Al > 5 के साथ उच्च सिलिका संरचना है, जिससे कम कटियन विनिमय क्षमता होती है। यूनिट सेल के विशिष्ट रासायनिक सूत्र को Q के रूप में वर्णित किया जा सकता हैxपहले सेyअल2.4और33.6O72•ज़ह2O (1.4 < x <27)(0.7 < y < 4.3)(1 < z <7), जहां Q N,N,N-1-ट्राइमेथाइलडामेंटामोनियम है।[1] इस सामग्री का 1985 में शेवरॉन कॉर्पोरेशन रिसर्च कंपनी द्वारा पेटेंट कराया गया था।[3] और संभावित रूप से मेथनॉल-टू-ओलेफ़िन (एमटीओ) प्रक्रिया और एनओएक्स के चयनात्मक उत्प्रेरक कमी (एससीआर) के लिए एक ठोस उत्प्रेरक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।
संरचना
एसएसजेड-13 प्राकृतिक खनिज चबाज़ाइट में एक सिलिकॉन परमाणु के साथ एल्यूमीनियम परमाणु के एक आइसोमोर्फस प्रतिस्थापन से मेल खाता है। हालाँकि चबाज़ाइट क्रिस्टल ट्विनिंग के रूप में मौजूद है,[4] SSZ-13 विशेष रूप से मोनोक्रिस्टलाइन है। आम तौर पर, चबाज़ाइट के आइसोमोर्फस प्रतिस्थापन से संबंधित जिओलाइट्स को सामूहिक रूप से सीएचए-प्रकार जिओलाइट्स कहा जाता है। जाली स्थिरांक Si/Al अनुपात और निहित धातु प्रजातियों के आधार पर भिन्न होते हैं, लेकिन क्रिस्टल की समरूपता मूल रूप से समान रहती है।
सीएचए ढांचा, जिसे सी या अल परमाणुओं को जोड़कर दर्शाया गया है, दाईं ओर के चित्र में दिखाया गया है[1]और इसमें केवल 4-, 6- और 8-सदस्यीय वलय होते हैं, कोई 5-सदस्यीय वलय नहीं होते जैसा कि ZSM-5 और मोर्डेन्स में पाए जाते हैं।[1]इसकी विशेषता एक दोहरी छह-सदस्यीय वलय संरचना (D6R) भी है, जिसमें दो छह-सदस्यीय वलय और छह चार-सदस्यीय वलय शामिल हैं।[1]
जिओलाइट का छिद्र आकार 0.38 एनएम है जब ऑक्सीजन परमाणुओं का आकार आयनिक त्रिज्या (0.135 एनएम) द्वारा अनुमानित किया जाता है,[1]इसे छोटे छिद्र वाले जिओलाइट के रूप में वर्गीकृत किया गया है। यह छोटे गैस अणुओं को सोख सकता है, लेकिन बड़े कार्बनिक अणु छिद्रों में प्रवेश नहीं कर सकते।
एक अन्य ज्ञात रयोलाइट आइसोटाइपिक प्रतिस्थापन SAPO-34, एक सिलिकोएल्युमिनोफॉस्फेट है।[5]
संश्लेषण
SSZ-13 को निम्नलिखित विधि का उपयोग करके संश्लेषित किया जा सकता है। [6] सामग्री निम्नलिखित बैच संरचना से तैयार की जाती है:
10 ना2ए: ए.के.एल2O3 : 100 SiO2 : 4400 एच2O : 20 TMAdOH.
2 ग्राम 1एन NaOH, 2,78 ग्राम 0.72 एम एन,एन,एन-1-ट्राइमेथाइलडामैंटामोनियम हाइड्रॉक्साइड (टीएमएडीओएच) और 3.22 ग्राम विआयनीकृत पानी मिलाया जाता है। 0,1 ग्राम अल2O3 घोल में मिलाया जाता है और 0.6 ग्राम धुआँ लगायी हुई सिलिका के साथ मिलाया जाता है। परिणामी चिपचिपे जेल को दो घंटे तक रखा जाता है और टेफ्लॉन लाइन्ड स्टील आटोक्लेव में 160 डिग्री सेल्सियस पर 4 दिनों तक गर्म किया जाता है। क्रिस्टलीकृत उत्पाद को निस्पंदन द्वारा पुनः प्राप्त किया जा सकता है।
सिलिका स्रोत के रूप में टेट्राएथिल ओर्थोसिलिकेट (टीईओएस) का उपयोग करके तेजी से भाप-सहायता क्रिस्टलीकरण विधि के माध्यम से सबमाइक्रोन आकार के एसएसजेड -13 को 6 घंटे में तैयार किया जा सकता है। [7]
उपयोग
SSZ-13 CHA टोपोलॉजी के साथ एक उच्च-सिलिका जिओलाइट है। मेथनॉल से ओलेफिन (एमटीओ) प्रतिक्रिया में अनुप्रयोग के लिए संभावित उत्प्रेरक के रूप में, इस टोपोलॉजी वाली सामग्रियां औद्योगिक रुचि की हैं।
हाल ही में SSZ-13 ने NOx के चयनात्मक उत्प्रेरक कटौती (SCR) के लिए उत्प्रेरक के रूप में ध्यान आकर्षित किया है।[8] दरअसल कॉपर-लोडिंग SSZ-13 को डीजल इंजनों के उत्सर्जन नियंत्रण के लिए औद्योगिक रूप से लागू किया जाता है।
यह भी देखें
- चबाज़ाइट-सीए
- जिओलाइट
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Baerlocher, Ch.; McCusker, L.B..; Olson, D.H. Atlas of Zeolite framework Types, Elsevier, Amsterdam, 6th edn., 2007, see also: http://www.iza-structure.org/databases/.
- ↑ G.R. Millward, S. Ramdas, J.M. Thomas, Proc. R. Soc. Lond. A, 399, 57 (1985)
- ↑ Zones, S.I. US Patent 4 544 538, 1985,
- ↑ Smith, J.V. (1963). "II के साथ क्रिस्टल संरचनाएँ। कमरे के तापमान पर हाइड्रेटेड Ca-chabazite". Acta Crystallogr. 16: 45–53.
- ↑ Lok, B.M. (1984). "Silicoaluminophosphate molecular sieves: another new class of microporous crystalline inorganic solids". J. Am. Chem. Soc. 106: 6092–6093.
- ↑ Robson, H., Lillerud, K.P. (2001). Verified Synthesis of Zeolitic Materials. Elsevier. ISBN 0-444-50703-5
- ↑ Zeng, L, (2020) Fast synthesis of SSZ-13 zeolite by steam-assisted crystallization method. doi:10.1016/j.micromeso.2019.109789
- ↑ Bull, I.; Boorse, R. S.; Jaglowski, W. M.; Koermer, G. S.; Moini, A.;Patchett, J. A.; Xue, W. M.; Burk, P.; Dettling, J. C.; Caudle, M. T. U.S. Patent 0,226,545, 2008.
