Χρήση Υαλοθραύσματος ως Πηγή Πυριτίας για τη Σύνθεση Ζεόλιθου ZSM-5

Abstract

Σκοπός της εργασίας και των πειραμάτων που πραγματοποιήθηκαν ήταν η παραγωγή ζεόλιθου ZSM-5 χρησιμοποιώντας υαλόθραυσμα ως πηγή πυριτίας. Το υαλόθραυσμα που χρησιμοποιήθηκε κατά την διαδικασία των πειραμάτων προήλθε από φιάλες καθημερινής χρήσης χρώματος πράσινου και καφέ.

Πραγματοποιήθηκε μία σειρά πειραμάτων μεταβάλλοντας σε κάθε πείραμα τις αναλογίες των αντιδρώντων. Αποτέλεσμα ήταν η σύνθεση ζεόλιθου ανάλογης ποιότητας σε κάθε περίπτωση. Στόχος ήταν ο προσδιορισμός των βέλτιστων αναλογιών για την σύνθεση ζεόλιθου τύπου ZSM-5.

Τα αντιδρώντα που χρησιμοποιήθηκαν στην αντίδραση ήταν, υαλόθραυσμα (εκάστοτε χρώματος), μορφοποιητής πλέγματος και αλουμινικό νάτριο (σε μερικές περιπτώσεις). Παρατηρήθηκε ότι μεταβάλλοντας την περιεκτικότητα του αντιδρώντος μίγματος σε νάτριο και αργίλιο, με την προσθήκη αλουμινικού νατρίου, αλλάζει η ποιότητα των τελικών προϊόντων.

Από τα αποτελέσματα των τεχνικών αναλύσεων προκύπτει ότι χωρίς την προσθήκη αλουμινικού νατρίου στο αρχικό μίγμα παρελήφθη ζεόλιθος τύπου ZSM-5 βέλτιστης ποιότητας.

Η αντίδραση πραγματοποιήθηκε μέσα σε αυτόκλειστο με ή χωρίς προεργασία των αντιδρώντων με φούρνο μικροκυμάτων. Ο χαρακτηρισμός και ποιοτικός έλεγχος των τελικών προϊόντων έγινε με βάση τις παρακάτω μεθόδους: • Περίθλαση ακτίνων Χ (XRD) • Φασματοσκοπία υπερύθρου (FTIR) • Ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM) • Θερμοβαρυμετρική ανάλυση (TG)

Main objective of this dissertation was the production of ZSM-5 zeolite using glass cullet as a source of silicon. The raw materials used in all experiments, were common green and brown daily used bottles.

In all experiments performed the ratio of the reactants altered. As a result zeolites of different qualities were isolated. Main target was to allocate the optimum ratio of the reactants so that a ZSM-5 zeolite is composed.

The reactants that were used in the reaction are glass cullet (of each colour), complex stabilizer and Sodium Aluminate. It was observed that changing the content of the reactant mixture in Sodium and Alouminum, by adding Sodium Aluminate, the quality of the products was affected.

From the results emerge that carrying out the reaction without adding Sodium Aluminate in the reactant mixture, an optimum quality of ZSM-5 zeolite is being produced.

The reaction took place in an autoclave and the final products were characterized with the following methods: • X-ray diffraction (XRD) • Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) • Scanning electron microscope (SEM) • Thermogravimetric analysis (TG)