Trong tự nhiên, Zeolite được hình thành nhờ 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, công nghiệp với vai trò làm chất xúc tác, chất hấp phụ và trao đổi ion. Để hiểu sâu hơn về zeolite, hãy đọc qua bài viết dưới đây của Hóa Chất Đại Việt nhé!
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 hóa học của zeolite là Me2/xO.Al2O3.nSiO2.mH2O. Trong đó, Me là các kim loại kiềm hoặc kiềm thổ. 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.
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.
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.
Các loại zeolite
Hiện nay có khoảng 150 loại zeolite được tổng hợp và 48 loại có sẵn trong tự nhiên. Có 4 cách phân loại chính:
| STT | TIÊU CHÍ PHÂN LOẠI | ZEOLITE |
| 1 | Theo nguồn gốc hình thành | – Zeolite tự nhiên
– Zeolite nhân tạo |
| 2 | Theo chiều hướng không gian của các kênh hình thành cấu trúc mao quản | – Zeolite có hệ thống mao quản 1 chiều.
– Zeolite có hệ thống mao quản 2 chiều.– Zeolite có hệ thống mao quản 3 chiều. |
| 3 | Theo kích thước đường kính mao quản | – Zeolite mao quản nhỏ, có đường kính từ 3 – 4A. – Zeolite mao quản trung bình, có đường kính từ 4.5 – 6A. – Zeolite mao quản rộng, có đường kính từ 7->15A. |
| 4 | Theo tỉ lệ Silic và nhôm | – Zeolite hàm lượng Silic thấp ( Si/Al=1-1.5: A, X ) – Hàm lượng Silic và nhôm trung bình ( Si/Al=2-5: zeolite Y, chabazit…) – Hàm lượng Silic cao ( ZSM-5 ) |
Cách điều chế zeolite
– Zeolite tự nhiên hình thành từ 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.
– Zeolit nhân tạo có thể điều chế bằng một trong những cách sau:
+ 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).
Ứng dụng của Zeolite
– Trong nuôi trồng thủy sản, zeolite có khả năng hấp phụ amonia. Tuy nhiên, khả năng hấp thụ này tốt hơn trong môi trường nước ngọt 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.
– 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. Hạt Zeolite sau khi sử dụng có thể được dùng cho nước muối đậm đặc và có thể tái sinh sau khi sử dụng.
– 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.
Trên đây là một số thông tin về zeolite mà Hóa Chất Đại Việt muốn chia sẻ đến bạn đọc. Hy vọng qua đó các bạn đã có thêm những hiểu biết hữu ích về zeolite.
Xem thêm:
Vôi tôi là gì? Tính chất và ứng dụng của vôi tôi
Cách bảo quản hóa chất trong phòng thí nghiệm
