BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-----------------------------------

TRẦN QUANG TUẤN

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ĐẶC TRƯNG
XÚC TÁC AXIT RẮN, ỨNG DỤNG CHO PHẢN ỨNG
CRACKING CẶN DẦU THU NHIÊN LIỆU
`
Chuyên ngành: KỸ THUẬT HÓA HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học:
TS. NGUYỄN KHÁNH DIỆU HỒNG

HÀ NỘI - 2011


LỜI CAM ĐOAN

T

ôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả
nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ
công trình nào khác.
Tác giả

Trần Quang Tuấn


FO

: Nhiên liệu đốt lò

HĐBM

: Hoạt động bề mặt

IR

: Infrared, phổ hồng ngoại

MQTB

: Mao quản trung bình

SAXS

: Small-angle X-ray Scattering

SBA

: Structure directing agent, chất tạo cấu trúc

SBU

: Secondary Building unit, đơn vị cấu trúc thứ cấp

SEM

Hình 1.5

: Quá trình kết tinh hai bước sử dụng các mầm tinh thể zeolit

Hình 1.6

: Các nguồn gốc phát sinh cặn dầu

Hình 1.7

: Sơ đồ công nghệ xử lí cặn dầu đang thí điểm tại Việt Nam

Bảng 1.1

: Các chất xúc tác thời kì đầu của công nghệ cracking dầu mỏ

Bảng 1.2

: Thành phần cặn trong bể chứa dầu mỏ

Bảng 1.3

: Thành phần của cặn DO và FO (thời gian tồn chứa là 5 năm)

CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Hình 2.1

: Sơ đồ tổng hợp zeolit Y

Hình 2.2


Bảng 2.2

: Đánh giá kết quả xác định hàm lượng nước

Bảng 2.3

: Đánh giá kết quả đo độ nhớt

Bảng 2.4

: Các dao động IR đặc trưng

Bảng 2.5

: Số sóng dao động hóa trị đặc trưng của nhóm OH trong zeolit Y

Bảng 2.6

: Số sóng đặc trưng cho các liên kết pyridin với các tâm axit rắn


CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Hình 3.1

: Phổ XRD của zeolit Y

Hình 3.2

: Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) của các mẫu tổng hợp


: Ảnh SEM của mẫu NY3

Hình 3.11

: Ảnh TEM của mẫu NY3

Hình 3.12

: Phổ IR của mẫu NY2

Hình 3.13

: Phổ IR của mẫu NY3

Hình 3.14

: Giản đồ nhiễu xạ tia X góc hẹp của vật liệu NMY

Hình 3.15

: Giản đồ nhiễu xạ tia X góc lớn của vật liệu NMY

Hình 3.16

: Giản đồ nhiễu xạ tia X góc lớn của mẫu zeolit Y chuẩn

Hình 3.17

: Ảnh SEM của mẫu NMY


: Kết quả phân tích chỉ tiêu chất lượng cặn dầu FO

Bảng 3.2

: Thành phần sản phẩm thu được trên các loại xúc tác khác nhau

Bảng 3.3

: Thành phần sản phẩm lỏng

Bảng 3.4

: So sánh hiệu quả xúc tác dạng bột và dạng hạt


Bảng 3.5

: Ảnh hưởng của tốc độ khuấy tới hiệu suất thu diezel

Bảng 3.6

: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu suất thu diezel

Bảng 3.7

: Ảnh hưởng của thời gian phản ứng tới hiệu suất thu diezel

Bảng 3.8


3

1.1.2. Cơ sở hóa học của quá trình cracking xúc tác

3

1.1.3. Chất xúc tác của quá trình craking xúc tác

7

1.2. GIỚI THIỆU MỘT SỐ XÚC TÁC AXIT RẮN ĐẶC TRƯNG SỬ DỤNG

9

CHO QUÁ TRÌNH CRACKING
1.2.1. Giới thiệu về vật liệu đa mao quản

9

1.2.2. Tổng quan về zeolit Y

11

1.2.3. Lý thuyết tổng hợp xúc tác zeolit Nano-Y

17

1.2.4. Lý thuyết tổng hợp vật liệu đa mao quản zeolit Nano-Meso-Y

18


30

DẦU THẢI VÀ NHIÊN LIỆU THU ĐƯỢC SAU QUÁ TRÌNH CRACKING
2.1.1. Xác định hàm lượng lưu huỳnh

30

2.1.2. Xác định chỉ số xê tan

31

2.1.3. Xác định thành phần cất

31

2.1.4. Xác định nhiệt độ chớp cháy

32

2.1.5. Xác định hàm lượng cặn cacbon

32


2.1.6. Xác định hàm lượng tro

34

2.1.7. Xác định hàm lượng nước


2.1.15. Xác định hàm lượng kim loại

40

2.2. TỔNG HỢP XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH CRACKING CẶN DẦU THẢI

41

2.2.1. Tổng hợp xúc tác zeolit Y

41

2.2.2. Tổng hợp xúc tác zeolit Nano-Y

43

2.2.3. Tổng hợp xúc tác zeolit Nano-Meso-Y

46

2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐẶC TRƯNG CỦA XÚC TÁC

48

2.3.1. Phương pháp phổ nhiễu xạ tia X (XRD)

48

2.3.2. Phương pháp phổ hồng ngoại (IR)


CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

63

3.1. ĐẶC TRƯNG XÚC TÁC ZEOLIT Y

63

3.1.1. Kết quả xác định đặc trưng cấu trúc bằng giản đồ nhiễu xạ XRD   

63

3.1.2. Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) của các mẫu tổng hợp

64

3.1.3. Kết quả xác định cấu trúc bằng phương pháp IR

64

3.2. ĐẶC TRƯNG XÚC TÁC ZEOLIT NANO-Y
3.2.1. Xác định pha tinh thể qua phổ XRD

66
66


3.2.2. Xác định hình thái kích thước tinh thể qua SEM


3.3.5. Phổ hấp thụ hồng ngoại IR

75

3.3.6. Đường đẳng nhiệt hấp phụ và đẳng nhiệt khử hấp phụ

76

3.3.7. Kết quả đo độ axit theo phương pháp TPD-NH3

79

3.4. KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH
CRACKING CẶN DẦU THẢI

80

3.4.1. Chất lượng cặn dầu

80

3.4.2. So sánh thành phần sản phẩm thu được từ quá trình cracking trên

81

các loại xúc tác khác nhau
3.4.3. Kích thước hạt xúc tác

83


87

KẾT LUẬN

89

TÀI LIỆU THAM KHẢO

90

          


MỞ ĐẦU
Hiện nay nền công nghiệp trong nước đang phát triển mạnh mẽ kéo theo nhu
cầu sử dụng năng lượng tăng lên, do đó nhu cầu sử dụng dầu mỏ cũng ngày một
tăng lên. Đi kèm với vấn đề trên là sự gia tăng nhanh chóng về lượng cặn dầu tạo ra
trong quá trình khai thác, chế biến, vận chuyển, tồn chứa dầu mỏ và các sản phẩm
dầu mỏ. Các nghiên cứu đã cho thấy bản chất của cặn dầu là sự kết hợp giữa tạp
chất cơ học, nước, gỉ kim loại với các nhóm chất dầu, nhựa, asphanten của dầu thô
và sản phẩm dầu mỏ. Lượng cặn dầu lắng xuống trong quá trình tồn chứa là khá lớn
(khoảng 3000 tấn cho mỗi bồn chứa, tàu dầu chứa 150.000 tấn). Phương pháp xử lí
ở nước ta hiện nay mới chỉ là thu gom đem chôn lấp hoặc đốt, điều này gây ô nhiễm
môi trường và lãng phí một lượng lớn nhiên liệu còn lẫn trong cặn dầu chưa thu hồi
được. Do đó việc đề ra một qui trình xử lí cặn dầu sạch và triệt để, đem lại hiệu quả
kinh tế cao là vấn đề rất cấp thiết hiện nay. Việc sử dụng công nghệ craking xúc tác
để thu hồi phần nhiên liệu còn lẫn trong cặn dầu là một hướng nghiên cứu hứa hẹn
nhiều triển vọng phát triển.
Hiện nay công nghệ cracking xúc tác sử dụng chủ yếu là xúc tác zeolit. Zeolit
là các aluminosilicat tinh thể thuộc họ vật liệu vi mao quản, có kích thước đồng đều,

quản cấu trúc từ các mầm tinh thể zeolit Y [1,3] , tuy nhiên loại vật liệu này vẫn có
hàm lượng pha tinh thể thấp do không hình thành được các tinh thể zeolit Y. Kế
thừa những kết quả đã đạt được, trong phạm vi luận văn này chúng tôi đã tiến hành
nghiên cứu tổng hợp loại vật liệu hỗn hợp của MQTB thành mao quản chứa cấu trúc
zeolit thu được từ các mầm zeolit Y, kết hợp tinh thể zeolit Nano-Y, Nano-Meso-Y.
Loại vật liệu này tồn tại hai hệ thống mao quản: MQTB và vi mao quản của tinh thể
zeolit Y, đồng thời có hàm lượng pha tinh thể cao, độ axit, diện tích bề mặt riêng
lớn, độ bền nhiệt, thủy nhiệt tốt đáp ứng yêu cầu xúc tác cracking phản ứng có sự
tham gia của các phân tử cồng kềnh như cặn dầu. Có thể nói đây là loại xúc tác cho
hiệu quả cracking cặn dầu cao và hứa hẹn tiềm năng phát triển tốt trong tương lai.

2


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH CRACKING XÚC TÁC
1.1.1. Giới thiệu về quá trình cracking xúc tác
Quá trình cracking xúc tác được xem là một quá trình chủ yếu để sản xuất
xăng cho ô tô, một số ít cho máy bay và là một quá trình không thể thiếu được trong
bất cứ nhà máy lọc dầu nào [13].
Về phương diện động học những phản ứng xảy ra khi cracking nhiệt đều có
thể xảy ra trong cracking xúc tác (song khi có xúc tác, xúc tác sẽ thúc đẩy chọn lọc
các phản ứng có lợi như đồng phân hóa và phân hủy để tạo ra các izo-parafin,
hydrocacbon thơm…). Nhờ có xúc tác mà phản ứng thực hiện ở nhiệt độ thấp hơn.
Mục đích của phản ứng cracking xúc tác là biến đổi các phân đoạn dầu mỏ có
nhiệt độ cao (hay có khối lượng phân tử lớn) thành các cấu tử xăng có chất lượng
cao. Ngoài ra thu thêm một số sản phẩm phụ khác như gasoil nhẹ, gasoil nặng, khí
(chủ yếu các phân tử có nhánh), đây là các cấu tử quý cho tổng hợp hóa dầu.
1.1.2. Cơ sở hóa học của quá trình cracking xúc tác
Trong điều kiện tiến hành quá trình cracking xúc tác, một lượng lớn phản ứng

CnH2n → CmH2m + CpH2p (n=m+p)
Các phản ứng thứ cấp xảy ra tiếp sau các phản ứng cracking sơ cấp đóng một
vai trò quan trọng trong việc xác lập thành phần sản phẩm cuối cùng trong quá trình
cracking. Các phản ứng thứ cấp thường là:
* Chuyển dịch Hydro
Naphaten + Olefin → Aromat + Parafin
Tiền chất cốc aromat + Olefin → Cốc + parafin
* Isome hóa
Olefin → Iso Olefin
* Chuyển dịch nhóm Alkyl
C6H4(CH3)2 + C6H6 → C6H5CH3 + C6H5CH3
* Phản ứng tái phân bố các olefin phân tử lượng thấp
2H2C=CHCH2CH3 → H2C=CHCH3 + H2C=CHCH2CH2CH3
* Phản ứng ngưng tụ và tạo cốc
Phản ứng ngưng tụ xảy ra mạnh đối với các hydrocacbon đa vòng ở nhiệt độ
cao, tạo ra cốc bám trên bề mặt xúc tác gây giảm hoạt tính xúc tác. Các phản ứng
cracking thu nhiệt mạnh, isome hóa có hiệu ứng nhiệt nhỏ, còn phản ứng chuyển
dịch hydro tỏa nhiệt. Trong quá trình cracking các phản ứng thu nhiệt luôn chiếm
ưu thế, hiệu ứng nhiệt của quá trình phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu, chất xúc tác
và điều kiện phản ứng. Các phản ứng cracking xảy ra nhờ các chất xúc tác axit
theo cơ chế cacbocation. Cơ chế này được đề xuất đầu tiên bởi Gayer (F.H. Gayer,
Ind. Eng. Chem, 75, 1122, 1935) năm 1933, sau đó được Hansford (R.C.Hansford,

4


Ind. Eng. Chem. 39:849, 1947), Olah và Thomas (C. L.Thomas, Ind. Eng. Chem.,
41:2004, 1949) ủng hộ, củng cố và phát triển. Đến nay, cơ chế cacbocation trong
cracking xúc tác đã hầu như được hoàn toàn thừa nhận [15].
Cơ chế ion cacboni:

Khi hydrocacbon naphten tác dụng với tâm axit của xúc tác hay các ion
cacboni khác sẽ tạo ra các ion cacboni mới tương tự như quá trình xảy ra với
parafin.

Các hydrocacbon thơm có mạch bên đủ dài thì tạo thành ion cacboni cũng
giống như trường hợp parafin. Thời gian sống của các ion cacboni này tạo ra dao
động từ phần triệu giây đến hàng phút. Các ion cacboni này nằm trong lớp các phần
tử hấp phụ, chúng là những hợp chất trung gian rất hoạt động đối với nhiều phản
ứng xảy ra khi cracking.
- Giai đoạn biến đổi ion cacboni:
Tạo thành sản phẩm trung gian. Sự chuyển dời ion cacboni xác định bởi độ ổn
định của các ion đó.
Phản ứng đồng phân hoá: chuyển rời ion hydro (H+), nhóm metyl (-CH3) tạo
cấu trúc nhánh.

Sự chuyển dời ion cacboni xác định được bởi độ ổn định của các ion đó, theo
nguyên tắc: Độ ổn định ion cacboni theo bậc giảm dần như sau :
C+ bậc 3 > C+ bậc 2 > > C+ bậc 1
Độ bền của ion cacboni sẽ quyết định mức độ tham gia các phản ứng tiếp theo
của chúng. Vì các ion cacboni bậc 3 có độ bền cao nhất nên sẽ cho phép nhận hiệu
suất cao các hợp chất iso-parafin. Đồng thời các ion cacboni nhanh chóng lại tác
dụng với các phân tử trung hoà olefin (CmH2m) hay parafin (CmH2m +2) tạo thành các
ion cacboni mới.
CnH2n+1 + CmH2m

CnH2n + CmH2m+1

CnH2n+1 + CmH2m+2

Cn H2n+2 + Cm H2m+1

1.1.3. Chất xúc tác của quá trình cracking xúc tác
Các quá trình cracking, thoạt nhiên, được thực hiện không có mặt chất xúc tác
nhưng về sau, trong 4-5 thập kỉ gần đây, nhiều chất xúc tác cracking liên tục xuất
hiện và cải tiến. Hầu hết chất xúc tác cracking là xúc tác axit. Thành tựu quan trọng
nhất trong công nghệ cracking xúc tác trong hơn 4 thập kỉ qua là sự phát minh và sự
phát triển liên tục của xúc tác zeolit [15].
Bảng 1.1. Các chất xúc tác thời kì đầu của công nghệ cracking dầu mỏ
Năm

Quá trình

Hệ phản ứng

Kiểu chất xúc tác

Dạng

1920

McAfee

Mẻ

AlCl3

Hạt

1939

Houdry

Hạt được
xử lý axit

Đất sét
Đất sét

Xúc tác

SiO2/Al2O3

ở dạng lưu thể

tổng hợp

Lớp xúc tác động

Đất sét

Xúc tác

SiO2/Al2O3

ở dạng lưu thể

tổng hợp

Dạng bột xử
lý axit
Hạt
Hạt tròn

nơi “bắt giữ từ xa” các tác nhân ngộ độc zeolit (V, Ni, các hợp chất nitơ…) bảo vệ
các pha hoạt động xúc tác.
Chất nền thường bao gồm các oxyt tổng hợp (oxit silic, oxit nhôm...) và các
khoáng sét tự nhiên (aluminosilicat) được xử lí thích hợp (làm sạch, hóa học và
nhiệt). Lựa chọn các hợp phần, xác định thành phần chất nền và kĩ thuật xử lý, chế
tạo chất nền là một vấn đề khoa học và “nghệ thuật” trong công nghệ sản xuất chất
xúc tác nói chung và cho chất xúc tác cracking nói riêng. Quy trình và vật liệu sản
xuất chất xúc tác phụ thuộc chủ yếu vào mục đích cần đạt được.
b. Các chất trợ xúc tác
Do yêu cầu nâng cao chất lượng sản phẩm của gasoil và một số sản phẩm
cracking khác, giảm thiểu tác hại các các tác nhân gây ô nhiễm trong nguyên liệu
cracking, người ta thường bổ sung một số chất phụ trợ xúc tác vào chất xúc tác FCC
như ZSM-5, chất giảm ngộ độc...

9


Hiện nay, zeolit ZSM-5 là một chất phụ trợ xúc tác có hiệu quả nhất cho zeolit
Y trong chất xúc tác cracking. Các chất phụ trợ khác như mordennit, VPI-5, zeolit β
và một số hệ vật liệu mao quản trung bình khác đang là mục tiêu nghiên cứu để chế
tạo ra các chất xúc tác mới nhằm tận dụng tối đa nguồn dầu mỏ và nâng cao chất
lượng sản phẩm cracking.
c. Zeolit
Zeolit là thành phần quan trọng nhất trong xúc tác cracking. Zeolit là pha tinh
thể có hoạt tính xúc tác cao, gia tăng hiệu suất gasolin hoặc trị số octan, giảm hiệu
suất tạo cốc và khí. Hiện nay zeolit được sử dụng nhiều nhất và hiệu quả nhất là
zeolit Y. Theo dự báo của một số nhà khoa học thì trong thế kỉ 21, zeolit Y vẫn là
một trong những cấu tử hoạt động quan trọng nhất của xúc tác cracking cặn dầu.
1.2. GIỚI THIỆU MỘT SỐ XÚC TÁC AXIT RẮN ĐẶC TRƯNG SỬ DỤNG
CHO QUÁ TRÌNH CRACKING

chất xúc tác trong tương lai là chất xúc tác đa mao quản:

Hình 1.1. Mô hình của chất xúc tác đa mao quản trong tương lai
Trong công nghệ lọc dầu, quá trình cracking phân đoạn nặng trong tương lai
sẽ thực hiện trên xúc tác đa mao quản, các phức kim loại nặng như Ni gây ngộ độc
xúc tác sẽ được giữ trên phần mao quản rộng (macropores), các phân đoạn nặng
như gasoil sẽ được cracking trên các mao quản trung bình (mesopores) tạo ra phân
đoạn nhẹ hơn và các phân đoạn nhẹ này có thể tiếp tục được cracking sâu hơn trong
các vi mao quản (micropores) để tạo ra các sản phẩm có giá trị cho ngành công
nghiệp hoá dầu.
1.2.2. Tổng quan về zeolit Y
1.2.2.1. Giới thiệu về zeolit Y
Zeolit Y thuộc họ vật liệu faujazite. Faujazite là nhóm zeolit có hệ thống mao
quản ba chiều, SBU là các vòng kép 6 cạnh (D6R). Nhóm này chia thành 2 loại nhỏ:

11


loại (1) hệ thống mao quản cùng chiều, đường kính mao quản bằng nhau không phụ
thuộc vào hướng tinh thể (zeolit A); loại (2) hệ thống mao quản không cùng chiều,
đường kính mao quản phụ thuộc hướng tinh thể (zeolit X, Y) [13].
Nếu phân loại theo đường kính lỗ xốp, zeolit Y được xếp vào loại zeolit có
đường kính mao quản rộng (đường kính mao quản bằng 7,4 Å).
Công thức hóa học của zeolit NaY:
(0,9±0,2) Na2O . Al2O3. x SiO2 . y H2O
Trong đó: x = 3 ÷ 6,0; y ≤ 9
Đơn vị cấu trúc cơ bản của zeolit Y là các sodalit. Sodalit là một khối bát diện
cụt gồm 8 mặt 6 cạnh và 6 mặt 4 cạnh do 24 tứ diện TO4 ghép lại (T là Si hoặc Al).
Mỗi nút mạng của zeolit Y đều là các bát diện cụt và mỗi bát diện cụt liên kết với 4
bát diện cụt khác ở mặt 6 cạnh thông qua liên kết cầu oxi (phối trí tứ diện như các

O2, O3 và O4 như trên hình vẽ. Tùy thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, các proton H+
có thể tấn công vào các liên kết Si-Oi-Al (i=1, 2, 3, 4) để tạo ra các nhóm -OH có
độ axit và định hướng hình học khác nhau. Xác suất tạo nhóm -OH giữa các nhóm
O1 và O3 là gần như nhau, tuy nhiên các orbital tự do của O1 định vị thuận lợi cho
các nhóm hydroxyl hướng vào hốc lớn, dễ dàng tiếp cận với các tác nhân phản ứng.
Trong khi đó, O3 có 4 định hướng của các orbital với xác suất: 1 hướng vào hốc lớn,
1 hướng vào bên trong lăng trụ 6 cạnh và 2 hướng vào bên trong hốc nhỏ sodalit.
Trong zeolit Y, các cation bù trừ điện tích khung chiếm các vị trí khác nhau
trong mao quản, tuỳ thuộc vào bản chất cation, mức độ trao đổi, điều kiện xử lý

13


nhiệt và tỉ số Si/Al. Ví dụ công thức hoá học đối với một ô mạng cơ sở của zeolit NaY
như sau [14]:
Na56[(AlO2)56.(SiO2)136].264H2O
Zeolit Y chủ yếu dùng làm xúc tác trong các phản ứng hóa học. Đặc biệt zeolit
Y hiện nay là thành phần quan trọng nhất trong xúc tác của phản ứng cracking xúc
tác.
1.2.2.2. Phương pháp tổng hợp zeolit Y
Zeolit thường được hình thành trong điều kiện thuỷ nhiệt ở nhiệt độ từ 60÷220 oC
và từ áp suất thường đến áp suất cao tuỳ thuộc vào mỗi loại zeolit [2]. Tổng hợp thuỷ
nhiệt zeolit là quá trình chuyển hoá hỗn hợp gồm các hợp chất chứa Si và Al, cation
kim loại kiềm, các chất hữu cơ và nước trong một dung dịch quá bão hoà từ gel
aluminosilicat vô định hình. Quá trình này gồm 3 giai đoạn cơ bản: Giai đoạn đạt
đến trạng thái quá bão hoà, giai đoạn tạo mầm và giai đoạn lớn lên của tinh thể.
Từ các nguồn chứa Si và Al riêng biệt ban đầu, ngay khi trộn lẫn chúng với
nhau trong môi trường có nhiệt độ và độ pH nhất định, gel aluminosilicat sẽ
được hình thành. Sự hình thành gel là do quá trình ngưng tụ các liên kết ≡Si-OH
và =Al-OH để tạo ra các liên kết mới Si-O-Si, Si-O-Al dưới dạng vô định hình.

lưới, kích thước cũng như hình thái của tinh thể. Cụ thể là sự hình thành các đơn vị
cấu trúc thứ cấp (SBU) chịu ảnh hưởng mạnh của tỷ lệ Si/Al trong thành phần gel.
Nếu tỷ số Si/Al < 4 sẽ ưu tiên hình thành vòng 4 và 6 tứ diện, trong khi đó vòng 5
tứ diện chỉ được hình thành khi tỷ số Si/Al > 4. Ngoài ra, tỷ số Si/Al còn ảnh hưởng
đến tốc độ kết tinh zeolit. Thông thường, khi hàm lượng Al cao sẽ làm giảm tốc độ
kết tinh hình thành zeolit [2].
c. Ảnh hưởng của độ pH
Giá trị pH của dung dịch tổng hợp thường dao động từ 9÷13 và là yếu tố rất
quan trọng. Độ pH có ảnh hưởng đến tốc độ tạo mầm, đến hiệu suất quá trình kết
tinh, đến tỷ lệ Si/Al trong sản phẩm, ngoài ra còn ảnh hưởng đến tỷ lệ hình dạng
(dài/rộng) của tinh thể zeolit tổng hợp được. Tác nhân OH − với nồng độ thích hợp
đóng vai trò là chất khoáng hoá, nhằm ngăn cản sự polyme hoá các hạt
aluminosilicat vô định hình, định hướng tạo ra các phức tiền tố SBU chứa các
cation Si4+, Al3+ trong phối trí tứ diện và các ligan ngưng tụ. Tác nhân OH − giúp

15