Σύνθεση ζεόλιθου τύπου ZSM-5 από τέφρα φλοιών ρυζιού με χρήση φούρνου μικροκυμάτων

Abstract

Το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η σύνθεση ζεόλιθου ZSM-5 από τέφρα φλοιών ρυζιού με τη χρήση της τεχνικής του φούρνου μικροκυμάτων. Ως πηγή πυριτίας (SiO2) χρησιμοποιήθηκε άμορφη τέφρα φλοιού ρυζιού, κρυσταλλική τέφρα φλοιού ρυζιού, όπως παραλήφθηκε από τη βιομηχανία Agrino, αλλά και κρυσταλλική τέφρα φλοιού ρυζιού που υπέστη περαιτέρω θερμική επεξεργασία στο Εργαστήριο Ανόργανης και Αναλυτικής Χημείας της Σχολής Χημικών Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Αρχικά, έγιναν αναλύσεις με περίθλαση ακτίνων Χ (ΧRD και στα τρία είδη τέφρας που χρησιμοποιήθηκαν, ώστε να προσδιοριστεί η κρυσταλλικότητά τους και τα στοιχεία που περιείχαν. Έπειτα, πραγματοποιήθηκαν 5 σειρές πειραμάτων (συνολικά,15 πειράματα), με την τεχνική των μικροκυμάτων, και τα δείγματα ζεόλιθων που προέκυψαν χαρακτηρίστηκαν με τη μέθοδο της περίθλασης ακτίνων Χ (ΧRD), της υπέρυθρης φασματοσκοπίας με μετασχηματισμό Fourier (FT-ΙR),της θερμοβαρυμετρικής ανάλυσης (TG) και του ηλεκτρονιακού μικροσκοπίου σάρωσης (SEM).

In the present project work, ZSM-5 zeolites were produced using rice husk ash (RHA). Particularly, three different ashes were used as starting materials, the first one as it was received from Agrino industry ,a RHA that was further heat treated thus increasing its crystallinity and an amorphous ash that was produced by combustion of rice husk at 700 oC for 90 min. Each one of the above ashes was analyzed with atomic absorption spectrometry (AAS) and X-ray diffraction, in order to determine the crystallinity and the chemical composition of each RHA. Then, different experimental series were followed using each RHA to synthesize zeolite of type ZSM-5 using the microwave treatment technique. The produced materials were analyzed by several characterization techniques such as X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (TG).