Pengukuran Potensial Zeta

Zeolit Y: Aplikasi dalam Deposisi Homogen Pelapis Partikel

Dewa Ayu Ika Pramitha

1492061005

PENDAHULUAN Zeolit adalah kelompok bahan kristal anorganik dengan

pori-pori subnanometer yang baik dan struktur yang unik

Ada metode wet-chemical untuk mensintesis membran zeolit menggunakan dua tahap pendekatan dimana lapisan benih partikel dipersiapkan terlebih dahulu, diikuti dengan densifikasi melalui pertumbuhan sekunder

Metode yang saat ini tersedia untuk pengendapan sebelum terbentuk kristal zeolit kecil, meliputi: menggosok spin coating, adsorpsi elektrostatik, deposisi elektroforesis, dan lapisan dip (dip-coating)

Stabilitas koloid dapat ditingkatkan

dengan dua cara : Penerapan modifikasi kimia permukaan kristal

zeolit dengan pengisian polimer-polimer untuk mencapai stabilitas elektro-sterik koloid

Memanfaatkan charge-stabilisasi spontan dengan menyesuaikan dispersi berair medium pH sambil mempertahankan kekuatan ionik yang kuat.

TUJUAN

Bagaimana pengoptimalan, state-of-the-art nano-zeolit Y dispersi dapat digunakan untuk memperoleh karakteristik lapisan benih yang diinginkan pada optik datar, homogen berpori -Al2O3 support dengan khas pori B dari 40 nm.

Bagaimana pemilihan kondisi pH yang tepat dapat dilakukan dengan lurus ke depan pengukuran potensial zeta dari dispersi sebagai fungsi dari pH.

Experimental

Pengukuran potensial zeta

Sintesis kristal zeolit

Supports and dip coating procedure

Karakteristik sampel

Sintesis kristal zeolit

Profil XRD dari mensintesis serbuk nano-Y yang baik disesuaikan dengan pola standar zeolit Y, kecuali untuk puncak yg kecil dari bayangan zeolit A, muncul pada 2=7.20.

Karena kesamaan kondisi sintesis dari zeolit A dan Y, sulit untuk menghindari sepenuhnya pertumbuhan bersamaan zeolit A kristal selama persiapan zeolit Y partikel.

Jenis kontaminasi sangat umum untuk zeolit Y dan digambarkan

Misalnya, zeolit kontaminasi A diperkirakan hanya 1% dari perbandingan 2 = 6.19 puncak untuk zeolit Y dan 2 = 7.20 puncak untuk zeolit A pada Gambar. 1, dengan mempertimbangkan intensitas relatif untuk kedua puncak XRD

Zeta Potential of Zeolite Y Crystals

Muatan permukaan zeolit hasil untuk kasus ini dianggap dari protonasi atau disosiasi gugus hidroksil, sehingga pH mengontrol muatan permukaan partikel, dan karena adanya potensial zeta, melalui berikut mekanisme:

Karena keberadaan berlimpah terminal Si-OH dan Al-OH di permukaan, zeolit Y diklasifikasikan sebagai elektrolit lemah.

Dip Coating Bagian ini menjelaskan korelasi antara

nilai zeta potensial suspensi zeolit Y pada nilai pH dasar yang berbeda di wilayah II dan homogenitas lapisan-dilapisi dip. Penyebaran sebagai diterima zeolit Y bubuk dalam hasil air pH 8,5 dan potensi zeta sekitar -17 mV (Gambar. 2a).

Pada kondisi ini, kerapatan muatan permukaan terlalu rendah untuk menjaga stabilitas, dan partikel bergabung membentuk agregat dalam tahap awal dari proses dip coating.

Agregat ini, pada gilirannya, menyebabkan pembentukan gumpalan besar pada permukaan-Al2O3 dan sejumlah besar daerah terungkap (Gbr. 3a). Fenomena ini dapat dijelaskan dengan miskin kemasan partikel dan adhesi miskin dalam kombinasi dengan drag kental selama proses pelapisan.

Ketika pH diatur menjadi 9,5, daerah terungkap masih ada pada permukaan sampel (Gambar. 3b), meskipun potensi zeta naik sekitar -28 mV.

Jika nilai pH larutan mencelupkan disesuaikan dengan 10,5, potensi zeta sekitar -45 mV. Perubahan pH sudah menghasilkan peningkatan yang signifikan dari kualitas lapisan zeolit Y (Gbr. 3c).

Hanya sedikit aglomerasi partikel zeolit dapat dilihat bersama dengan cakupan dukungan hampir lengkap. Kualitas coating terbaik diperoleh pada pH 11,5, seperti ditunjukkan pada Gambar. 3d.

Deposito penuh lapisan diproduksi pada pH ini pada permukaan berpori-Al2O3 sangat seragam dan kompak.

Rupanya, potensi zeta serendah -63 mV diperlukan untuk menyediakan hasil ini.

Perlu kembali menekankan bahwa cakupan yang lengkap tersebut dicapai setelah hanya satu dip coating siklus deposisi nano-zeolit .

Gambar. 4a menunjukkan mikrograf SEM tidak dilapisi -Al2O3.

Untuk mencirikan sifat unggulan lapisan zeolit Y, resolusi tinggi SEM mikrograf terbuat dari dari permukaan dukungan ditutupi dengan kristal ini (Gambar. 4b)

Hal ini menunjukkan bahwa kristal memiliki karakteristik segitiga piramida morfologi dan volumetrik yang berarti diameter 150 nm (diperoleh perkiraan bentuk kristal sebenarnya untuk bola). Kristal seragam tersebar pada dukungan.

Gambar. 5 mewakili penampang melintang pelapis zeolit diproduksi pada dua nilai pH yang berbeda.

Gumpalan sulit terlihat jelas di bagian belakang (a) gambar sampel didapatkan pada pH 8,5.

Sebaliknya, ada yang halus, lapisan atas padat-dikemas dengan ketebalan

Hasil yang disajikan pada Gambar. 3 membuktikan bahwa proses pelapisan dip pada pH 11,5 menyediakan rute yang layak untuk membuat area yang luas lapisan Y zeolit kualitas sangat baik.

Selain itu, mereka menggambarkan bagaimana stabilitas biaya disempurnakan dispersi, ditentukan dari potensi zeta sebagai fungsi dari pH, menghasilkan pembentukan homogen lapisan padat-dikemas.

Diharapkan strategi mengoptimalkan kondisi dispersi dengan inspeksi potensi zeta juga dapat diterapkan untuk dip coating jenis lain kristal zeolit pada mendukung berpori.

CONCLUTION

Thin zeolite Y coatings on macroporous -Al2O3 supports can be fabricated efficiently and conveniently by dip coating of an optimized aqueous colloidal dispersion.

Measurement of the zeta potential of dispersed zeolite as a function of pH was found to provide an indispensable guideline for choosing the right dispersion chemistry.

No preliminary chemical modification of either the support or the zeolite surface was necessary.

It is expected that this approach can also be used to optimize the formation of particulate coatings and seed layers of other zeolites, as well as different inorganic materials having active surface groups.

The zeolite Y layers on porous -Al2O3 supports will be further studied for their application in secondary growth synthesis of thin, dense zeolite Y membranes with improved quality.

SUKSMA