بررسی ویژگی ساختاری زئولیت 5-zsm با مقدار سیلیکای متوسط تهیه شده با اتانول

قالب‌ها نقش مهمی را در تبلور زئولیت‌ها ایفا می‌ کنند. ترکیب های آمونیمی رایج‌ترین الگو‌های مورداستفاده در تهیه زئولیت 5-zsm هستند. که به دلیل قیمت، سمیت و خورندگی زیاد می‌توانند مشکل های فراوانی را در مقیاس بالا ایجاد کنند. در پژوهش حاضر امکان‌پذیری تولید 5-zsm با سیلیکای متوسط با اتانول در دم فشار همزن دار 5 لیتری (rpm 450) و با منابع آلومینا و سیلیکا ارزان‌قیمت و در دسترس بررسی شد. به کمک پراش پرتو ایکس (xrd)، طیف شناسی فروسرخ تبدیل فوریه (ftir) ، میکروسکوپ الکترونی پویشی گسیل میدانی (fesem)، طیف‌شناسی تفکیک انرژی (eds)، فلورسانس پرتو ایکس (xrf)، تجزیه وزن‌سنجی گرمایی (tga) و روش bet، اثر عامل های موثر بر ویژگی های ساختاری زئولیت بررسی شد. نتیجه ها نشان می‌ دهد که کوچک بودن اتانول و پیوند ضعیف آن با گروه‌های انتهایی sioh در آنیون‌های سیلیکات، مدت بلورسازی و حساسیت ساختار به عامل های سنتزی را افزایش می‌دهد. با این حال، تنظیم مناسب این عامل ها، امکان تهیه 5-zsm با سیلیکا متوسط را با خلوص، بلورینگی و سطح ویژه بالا فراهم ساخت. نسبت‌های بالای oh/sio2 در سامانه، با افزایش سرعت هسته‌زایی و کاهش رشد بلور، منجر به کاهش نسبت  ابعادی lc/la در بلور شد. همچنین، افزایش میزان si/al رشد سینتیکی بلور را در جهت b تقویت کرد و موجب پدیدارشدن بلورهای دوقلوی شش‌ضلعی شد. در پایان، نسبت oh/sio2 برابر با 0/15 و مدت تبلور 40 ساعت، به عنوان مناسب‌ترین شرایط برای تهیه 5zsm خالص با sio2/al2o3 برابر با 50، بازدهی بالای 90 %، بلورینگی نسبی 100 % و سطح ویژه 443m^2g^-1انتخاب شد.

A study on the structural and textural properties of medium-silica ZSM-5 templated by ethanol

Templates play a key role in the crystallization of zeolites. Quaternary ammonium compounds, the most common templates used in the synthesis of ZSM5 zeolite, can cause problems in largescale production due to their high cost, toxicity, and corrosive effects. The present study aimed to synthesize the mediumsilica ZSM5 templated by ethanol in a 5liter stirred autoclave (450 rpm) with cheap and available alumina and silica sources. The effects of synthesis and operating parameters on the structural and textural characteristics of the zeolite were investigated using XRD, FTIR, FESEM EDX, XRF, BET, and TGA analyses. The results showed that the small size of ethanol and its weak bonding with SiOH terminal groups of silicate anions increased the crystallization time and the sensitivity of the structure to synthesis parameters. However, proper adjustment of these parameters allowed the synthesis of a pure ZSM5 with high crystallinity and surface area. It was found that high OH/SiO2 ratios decrease the aspect ratio Lc/La by increasing nucleation rate and decreasing crystal growth. Moreover, increasing the Si/Al value accelerated the kinetic growth of the crystal in the b axis and led to the appearance of twinned coffinshaped crystals. Finally, a pure silicamedium ZSM5 (SiO2/Al2O3 = 50) with a yield above 90%, relative crystallinity of 100%, and surface area of 443 m2.g1 was obtained at OH/SiO2 =0.15 within 40 h.