Sorption propertles of high silica zeolites: ZSM-35 and ZSM-5
Yüksek silika zeolitlerinin sorpsiyon özellikleri: ZSM-35 ve ZSM-5
- Tez No: 143157
- Danışmanlar: PROF.DR. HAYRETTİN YÜCEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2003
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 127
Özet
Kimya ve petrokimya endüstrilerindeki pek çok önemli proseste yüksek silisli zeolitlerin kullanımı yaygındır. Bu zeolitleri verimli bir şekilde kullanmak için sorpsiyon davranışlarını anlamak gereklidir. Bu çalışmada yüksek silika zeolit ZSM-35 'in sorpsiyon kapasitesi ve sorpsiyon hızlarının sorbat ve sorbent özelliklerine karşı gösterdiği değişim, gravimetrik metodla elektroterazi kullanılarak farklı sıcaklıklarda incelenmiştir. Ayrıca, bir başka yüksek silika zeolit ZSM-5 küçük zincir yapılı bir amin olan n-propilamin kullanılarak sentez edilmiş ve karakterizasyonu X-ışını kınnımölçer ve Termo Gravimetrik Analiz yöntemiyle incelenmiş, sorpsiyon kapasiteleri ise n-hekzan ve methanol için 23°C'de araştırılmıştır. Bu deneysel çalışmanın sonuçlan, ZSM-35'in her iki formu için de 0°C'de ethanol adsorpsiyonu dışmda sorpsiyon kapasitelerinin sıcaklık artışıyla azaldığım göstermektedir. Kinetik çaplarının hemen hemen aynı değerde olmasına rağmen sorpsiyon eğrilerinden ethanol için başlangıç adsorpsiyon hızlarının daha yavaş olduğu gözlenmektedir. Etanol daha uzun bir zincir yapısına sahip olduğundan daha yavaş adsorblanması molekülün konfıgürasyonuna bağlanabilir. Ancak, denge adsorpsiyon kapasitesi değeri daha yüksek tesbit edilmiştir. Sorpsiyon hızının 0°C'de diğer sıcaklıklara oranla düşük olmasının yanısıra ethanol sorpsiyon kapasitesi de diğer sıcaklıklara gore ZSM-35'irr-Na ve H formları için en az değere sahiptir ve bu değerler sırasıyla 0.070 and 0.0686 cm3/g olarak bulunmuştur. Etanol sorpsiyon hızlarının methanole oranla özellikle 0°C, 23°C and 40°C'de sıcaklığa daha fazla bağlı olduğu bulunmuştur. Ayrıca, iyon değişiminin sorpsiyon kapasitesine tesiri de saptanmış ve daha kuvvetli bir sorbat- sorbent etkileşimi olduğundan bu çalışmada kullanılan tüm sıcaklıklarda NaZSM- 35 için HZSM-35'e oranla daha yüksek bir sorpsiyon kapasitesi bulunmuştur. En yüksek metanol sorpsiyon kapasitesi 0°C'de 0.1312 cm3/g olarak ve en yüksek etanol sorpsiyon kapasitesi ise 23°C'de 0.1356 cm3/g olarak tesbit edilmiştir. 0.1 cm3/g olarak belirlenen 10 üyeli kanal hacminden daha yüksek olan bu değerler metanol ve etanol moleküllerinin en azından kısmen 8 üyeli kanallara difüzlendiğinin göstergesidir. n-propil amin kullanarak yapılan ZSM-5 sentezinde 170°C'de, 71 saat sürede amorf yapı içeren zeolite sentezinin mümkün olduğu bulunmuştur. Şablon ve su molekülleri ZSM-5'in ağırlıkça yaklaşık 7.8%'ini oluşturmaktadır ve örneğin 600°C'de ısıl işlemi gerektirdiği belirlenmiştir, n-hekzan sorpsiyon kapasitesi 0.111 cm3/g ve metanol kapasitesi ise sigmoid bir denge eğrisi ile 0.094 cmVg olarak bulunmuştur. Anahtar Sözcükler : Yüksek Silika Zeolitler, ZSM-35, Sorpsiyon Özellikleri, ZSM- 5 Sentezi, n-propil amin
Özet (Çeviri)
The use of high silica zeolites is widespread for numerous important processes throughout the chemical and petroleum industries. To use these zeolites in an efficient way, sorption behaviour should be understood. This study investigated how the capacities and rates of sorption on a high silica zeolite ZSM-35 changed with sorbate properties and sorbent properties at different temperatures by gravimetric method using an electrobalance. In this study also another high silica zeolite ZSM-5 was synthesized with a small amine template, n-propyl amine and characterized by XRD, TGA methods and sorption capacities for n-hexane and methanol at 23 °C. The results of this experimental study indicated that limiting sorption capacities decreased as temperature increased for NaZSM-35 and HZSM-35 both for methanol and ethanol with an exceptional case at 0°C for ethanol sorption. From fractional uptake curves, it was seen that ethanol had slower sorption rate than methanol in spite of having nearly the same kinetic size. It can be attributed to configuration of the adsorbate since ethanol has a longer chain. However, equilibrium adsorption capacities of ethanol were greater than that of methanol probably due to more efficient packing effect. At 0°C in addition to having the slower sorption rate, ethanol had the least limiting sorption capacities for Na and H forms of ZSM-35 which were 0.070 and 0.0686 cm3/g, respectively compared to the other temperatures. Ethanol sorption rates were found much more dependent to temperature than methanol, especially at 0°C, 23 °C and 40°C. Moreover, it was confirmed that the ion-exchange influenced the sorption capacity and since having stronger sorbate- sorbent interaction, NaZSM-35 had greater limiting sorption capacity than HZSM-35 at all temperatures used in this study. Additionally, the highest methanol sorption capacity was found as 0.1312 cm3/g at 0°C and from ethanol the highest sorption capacity was found as 0.1356 cm3/g at 23°C. These values were greater than the volume of the channel with 10-membered pore opening, 0. 1 cm3/g and then it can be concluded that both methanol and ethanol molecules could diffuse into 8-membered ring channels at least partially. Synthesis of ZSM-5 with n-propyl amine templated studies showed that the ZSM-5 synthesis at 170°C, 71 hours was possible but with an amorphous structure. The template and water molecules constituted nearly 7.8% by weight and the sample necessitated for calcination at about 600°C. n-hexane limiting sorption capacity was 0. 1 1 1 cm3/g and methanol capacity was found as 0.094 cm3/g with a sigmoid uptake curve. Keywords : High Silica Zeolites, ZSM-35, Sorption Properties, ZSM-5 Synthesis, n-propylamine.
Benzer Tezler
- Sorption properties of a high silica zeolite ZSM-35
Yüksek silika zeolit ZSM-35 in sorpsiyon özellikleri
ABDULLAH ÖZTİN
Yüksek Lisans
İngilizce
1997
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ÇULFAZ
- Study of sorption of alcohols on high silica ZSM-35
Yüksek silika ZSM-35 üzerinde alkollerin sorpsiyonu çalışması
YURDAER BABUÇCUOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRETTİN YÜCEL
- ZSM-5 zeolitinin sentezinde SI/AI oranı ile kristal boyut ve morfolojisinin denetlenmesi
The Controlling of morphology and crystal size with Si/Al ratio in synthesizing of zeolite ZSM-5
MURAT ALTUN
- Bigadiç klinoptilolit rezervinin NH+4 değişimi ve CO2 adsorpsiyonu yardımıyla karekterizasyonu
Başlık çevirisi yok
AHMET SİRKECİOĞLU
- Gördes klinoptilolit rezervinin NH4+ değişimi ve CO2 adsorbsiyonu yardımıyla karakterizasyonu
Başlık çevirisi yok
MAYK MIGIRDİÇ DİNDİSYAN
