एसएसजेड-13
एसएसजेड-13 (फ्रेमवर्क टाइप कोड CHA) एक उच्च-सिलिका एल्युमिनोसिलिकेट जिओलाइट है जिसमें 0.38 × 0.38 nm सूक्ष्मरंध्र होते हैं।[1] यह जिओलाइट्स के एबीसी-6 परिवार के साथ-साथ ऑफ्रेटाइट, कैनक्रिनाइट, एरियोनाइट और अन्य संबंधित सूक्ष्म-रंध्र वाले जिओलाइट्स से संबंधित है।[2] फ्रेमवर्क सांस्थिति कैबाज़ाइट के समान है किंतु एसएसजेड-13 में Si/Al > 5 के साथ उच्च सिलिका संरचना है जो कम धनायन विनिमय क्षमता की ओर ले जाती है। यूनिट सेल के विशिष्ट रासायनिक सूत्र को को QxNayAl2.4Si33.6O72•zH2O (1.4 < x <27)(0.7 < y < 4.3)(1 <z<7) के रूप में वर्णित किया जा सकता है जहां Q N,N,N-1 -ट्राइमेथाइलडामैंटामोनियम है।[1] सामग्री को वर्ष 1985 में शेवरॉन रिसर्च कंपनी द्वारा पेटेंट कराया गया था।[3] और संभवतः मेथनॉल-टू- ओलेफ़िन (एमटीओ) प्रक्रिया और NOx के विशिष्ट उत्प्रेरकी अपचयन (एससीआर) के लिए एक ठोस उत्प्रेरक के रूप में प्रयोग किया जा सकता है।
संरचना
एसएसजेड-13 प्राकृतिक खनिज कैबाज़ाइट में सिलिकॉन परमाणु के साथ एल्यूमीनियम परमाणु के एक समाकृतिक (आइसोमोर्फस) प्रतिस्थापन से मेल खाता है। हालाँकि कैबाज़ाइट एक जोड़ी क्रिस्टल के रूप में उपस्थित है,[4] किंतु SSZ-13 विशेष रूप से मोनोक्रिस्टलाइन है। सामान्यतः, कैबाज़ाइट के समाकृतिक प्रतिस्थापन से संबंधित जिओलाइट्स को सामूहिक रूप से सीएचए-टाइप जिओलाइट्स कहा जाता है। जालक स्थिरांक Si/Al अनुपात तथा अंतर्विष्ट धातु प्रजातियों के आधार पर भिन्न होते हैं किंतु क्रिस्टल की समरूपता मूल रूप से समान रहती है।
सीएचए संरचना जिसे Si या Al परमाणुओं को युग्मित कर दाईं ओर के चित्र में प्रदर्शित किया गया है[1]और इसमें केवल 4-, 6- और 8-सदस्यीय वलय हैं तथा कोई 5-सदस्यीय वलय नहीं है जैसा कि ZSM-5 और मोर्डेनाइट में पाया जाता है।[1]इसकी विशेषता एक दोहरी छह-सदस्यीय वलय संरचना (D6R) भी है, जिसमें दो छह-सदस्यीय वलय तथा छह चार-सदस्यीय वलय सम्मिलित हैं।[1]
जिओलाइट का छिद्र आकार 0.38 nm है जब ऑक्सीजन परमाणुओं का आकार आयनिक त्रिज्या (0.135 एनएम) द्वारा अनुमानित किया जाता है[1]जो इसे सूक्ष्म छिद्र जिओलाइट के रूप में वर्गीकृत करता है। यह सूक्ष्म गैस अणुओं का अधिशोषण कर सकते है किंतु बड़े कार्बनिक अणु छिद्रों में प्रवेश नहीं कर सकते।
एक अन्य ज्ञात रयोलाइट आइसोटाइपिक प्रतिस्थापन SAPO-34, एक सिलिकोएलुमिनोफॉस्फेट 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 Na2O : 2.5 Al2O3 : 100 SiO2 : 4400 H2O : 20 TMAdOH.
2 ग्राम 1N NaOH, 2,78 ग्राम 0.72 M N,N,N-1-ट्राइमेथाइलडामैंटामोनियम हाइड्रॉक्साइड (TMAdOH) और 3.22 ग्राम अनायनित जल मिश्रित किया जाता है। घोल में 0,1 ग्राम Al2O3 तथा 0.6 ग्राम धूमित (फ्यूमेड) सिलिका के साथ मिश्रित किया जाता है। परिणामी श्यान जैल को दो घंटे तक रखा जाता है तथा 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।
सबमाइक्रोन आकार के एसएसजेड-13 को सिलिका स्रोत के रूप में टेट्राएथिल ओर्थोसिलिकेट (टीईओएस) का उपयोग करके तेजी से भाप की सहायता से क्रिस्टलीकरण विधि के माध्यम से 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 सांस्थिति वाली सामग्रियां औद्योगिक रुचि की हैं।
हाल ही में SSZ-13 ने NOx के विशिष्ट उत्प्रेरकी अपचयन (SCR) के लिए उत्प्रेरक के रूप में ध्यान आकर्षित किया है।[8]वस्तुतः कॉपर-लोडिंग SSZ-13 को डीजल इंजनों के उत्सर्जन नियंत्रण के लिए औद्योगिक रूप से प्रयुक्त किया जाता है।
यह भी देखें
- कैबाज़ाइट
- 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.
