SSZ-13
SSZ-13 (kod typu ramy CHA) to zeolit glinokrzemianowy o wysokiej zawartości krzemionki posiadający mikropory 0,38 × 0,38 nm. Należy do rodziny zeolitów ABC-6, a także offretytu , kankrynitu , erionitu i innych pokrewnych zeolitów drobnoporowatych. Topologia szkieletu jest taka sama jak w przypadku chabazytu , ale SSZ-13 ma wysoki skład krzemionki z Si/Al > 5, co prowadzi do niskiej zdolności wymiany kationów. Typowy wzór chemiczny komórki elementarnej można opisać jako Q x Na y Al 2,4 Si 33,6 O 72 • z H2O (1,4 < x <27) (0,7 < y < 4,3) (1 < z <7), gdzie Q oznacza N , N , N -1-trimetyloadamantamon. Materiał został opatentowany przez Chevron w 1985 roku i potencjalnie mógłby być stosowany jako stały katalizator w procesie metanol -to- olefiny (MTO) i selektywnej redukcji katalitycznej (SCR) NOx.
Struktura
SSZ-13 odpowiada izomorficznemu zastąpieniu atomu glinu atomem krzemu w naturalnym minerale chabazycie. Chociaż chabazyt istnieje jako bliźniaczy kryształ , SSZ-13 jest wyłącznie monokrystaliczny. Ogólnie zeolity odpowiadające izomorficznemu zastąpieniu chabazytu są zbiorczo nazywane zeolity typu CHA . Stałe sieciowe różnią się w zależności od stosunku Si/Al i zawartych w nich gatunków metali, ale symetria kryształu pozostaje w zasadzie taka sama.
Struktura CHA, która jest reprezentowana przez połączenie atomów Si lub Al, jest pokazana na rysunku po prawej stronie i składa się tylko z pierścieni 4-, 6- i 8-członowych, bez pierścieni 5-członowych, jak w ZSM- 5 i mordenitu . Charakteryzuje się również podwójną sześcioczłonową strukturą pierścieniową (D6R) składającą się z dwóch pierścieni sześcioczłonowych i sześciu pierścieni czteroczłonowych.
Wielkość porów zeolitu wynosi 0,38 nm, gdy wielkość atomów tlenu jest szacowana na podstawie promienia jonowego (0,135 nm), co klasyfikuje go jako zeolit o małych porach. Może adsorbować małe cząsteczki gazu, ale duże cząsteczki organiczne nie mogą dostać się do porów.
Innym znanym izotypowym zamiennikiem ryolitu jest SAPO-34, krzemoglinofosforan.
Synteza
SSZ-13 można zsyntetyzować przy użyciu następującej metody. Materiał przygotowuje się z następującego składu partii:
10 Na2O : 2,5 Al2O3 : 100 SiO2 : 4400 H2O : 20 TMAdOH .
Miesza się 2 g 1N NaOH , 2,78 g 0,72 M N , N , N -1-trimetyloadamantamonowego wodorotlenku (TMAdOH) i 3,22 g dejonizowanej wody . Do roztworu dodaje się 0,1 g Al2O3 i miesza z 0,6 g koloidalnej krzemionki . Otrzymany lepki żel poddaje się starzeniu przez dwie godziny i ogrzewa przez 4 dni w temperaturze 160°C w stalowym autoklawie wyłożonym teflonem . Wykrystalizowany produkt można odzyskać przez filtrację.
SSZ-13 wielkości submikronowej można przygotować w ciągu 6 godzin metodą szybkiej krystalizacji wspomaganej parą wodną przy użyciu ortokrzemianu tetraetylu (TEOS) jako źródła krzemionki.
Używa
zeolit o wysokiej zawartości krzemionki o topologii CHA . Materiały o tej topologii są przedmiotem zainteresowania przemysłu jako potencjalne katalizatory do zastosowania w reakcji metanolu do olefin (MTO).
Ostatnio SSZ-13 zwrócił na siebie uwagę jako katalizator selektywnej redukcji katalitycznej (SCR) NOx. Właściwie miedziany SSZ-13 jest stosowany przemysłowo do kontroli emisji w silnikach Diesla.