8-расм. Cu2+ZSM-5 ва Cs2+ZSM-5 цеолитида 303 К ҳароратда о-ксилол адсорбцияси дифференциал иссиқлиги (а), изотермаси (∆-эксперимент қийматлари, ▲-МҲТН тенгламаси орқали ҳисобланган қийматлар) (б) ва энтропияси (в)
9-расм. Cu2+ZSM-5 ва Cs2+ZSM-5 цеолитида 303 К ҳароратда м-ксилол адсорбцияси дифференциал иссиқлиги (а), изотермаси (∆-эксперимент қийматлари, ▲-МҲТН тенгламаси орқали ҳисобланган қийматлар) (б) ва энтропияси (в)
Бу цеолитларда ксилоллар адсорбцияси изотермаси МҲТНнинг қуйидаги тенгламалари асосида тавсифланади:
Cu2+ZSM-5 да о-ксилол:
a=0,436exp[-(A/8,28)1]+0,376exp[-(A/1,87)3]+0,423exp[-(A/0,74)2]
Cu2+ZSM-5 да м-ксилол:
a=0,428exp[-(A/8,41)1] + 0,403exp[-(A/1,65)3] + 0,483exp[-(A/0,89)2]
Cu2+ZSM-5 да п-ксилол:
a=0,493exp[-(A/32,62)5]+0,689exp[-(A/21,26)13]+0,721exp[-(A/4,81)1]
CsZSM-5 да о-ксилол:
a=0,488exp[-(A/ 12,49)4] + 0,248exp[-(A/8,53)2] + 0,233exp[-(A/1,15)2
CsZSM-5 да м-ксилол:
a=0,144exp[-(A/ 16,05)10] + 0,1exp[-(A/2,84)2] + 1,141exp[-(A/0,53)1]
CsZSM-5 да п-ксилол:
a=0,76exp[-(A/34,16)2]+0,26exp[-(A/4,86)4+0,17exp[-(A/2,1)3]
LiZSM-5 да п-ксилол:
a=1,079exp[-(A/27,0)2]+0,315exp[-(A/10,7)6+0,18exp[-(A/3,78)2]
10-расм. Cu2+ZSM-5 ва Cs2+ZSM-5 цеолитида 303 К ҳароратда п-ксилол адсорбцияси дифференциал иссиқлиги (а), изотермаси (∆-эксперимент қийматлари, ▲-МҲТН тенгламаси орқали ҳисобланган қийматлар) (б) ва энтропияси (в)
Бу цеолитларда МҲТН тенгламаси қийматлари тажрибада олинган қийматларига тўла мос келади.
8 (в), 9 (в) ва 10 (в) расмларда Cu2+ZSM-5, CsZSM-5 ва LiZSM-5 цеолитларида ксилоллар адсорбциясининг ўртача энтропия ўзгариши қийматлари келтирилган. Цеолитларда о-ксилол ўртача энтропия ўзгариши мис ва русумларида -200 Ж/мольК дан суюқ ҳолдаги о-ксилол энтропиясигача параллел равишда ортади. Ўртача энтропия ўзгариши -40 мольК га тенг бўлиб, унинг ҳаракатчанлиги чекланган бўлади. м-ксилол ўртача энтропия ўзгариши -100 Ж/мольК га тенг бўлиб, унинг ҳаракатчанлиги о-ксилолга нисбатан ҳам чекланган.
ХУЛОСА
Диссертацияси ишини бажаришда олинган асосий илмий натижалари қуйидагилар ҳисобланади:
ZSM-5 цеолити кристалл структурасида мис ва литий катионлари экранлашган ҳолатда жойлашган. Адсорбция жараёнида турли хил ион-молекуляр комплексларни ҳосил бўлишида мис ва литий катионлари цеолит структурасидаги ён каналчаларидан кесишиш жойларига ва асосий каналларга миграцияланиши кузатилади.
Cu2+ZSM-5 цеолити I координацион сферасида 4 та СО2, цезий ва литий русумларида 2 тадан молекула кетма-кет асдорбцияланиши аниқланди.
Cu2+ZSM-5 цеолитида н-гексан молекулалари бошланғич соҳадан тўйиниш босимигача адсорбция иссиқлиги 3 та соҳадан иборат бўлган тўлқинсимон ўзгариш билан Cu2+:4н-гексан комплекс, н-пентанда эса бу кўрсатгич ~88 кЖ/моль иссиқлик билан Cu2+:4н-пентан, цезий ва литий русумларида ~72 кЖ/моль ўзгармас иссиқлик билан дикомплексни ташкил этади. Бу иссиқлик инкримент назариясига мос келаётганини исботлайди.
Каналларнинг кесишган соҳалар ва синусоидал каналлардаги адсорбция жараёни секинлашган ҳолатда бўлиши аниқланди. н-гексан ва н-пентан молекулалари Cu2+ ва CsZSM-5 цеолитларида 0,193 см3/г, яъни жами сорбцион ҳажмида 100% адсорбция бўлади. Бу эса адсорбцион ҳажмда аморф фаза йўқлигидан далолат беради.
Cu2+ZSM-5 цеолитида бензол адсорбцияси каналлар кесишмасида фаол марказлардаги катион ва бензол молекулалари Cu2+:4бензол ҳосил бўлиши билан бошланиб, сўнг адсорбатларнинг локалланиши синусоидал каналларда ~80 кЖ/моль иссиқлик билан давом этиб, тўғри каналларда ~55 кЖ/моль иссиқликда адсорбцияланади. Каналлардаги бензол молекулаларининг ҳаракатчанлиги секинлашганлиги билан изоҳланади.
СuZSM-5 цеолитида метанол молекулалари поғасимон дифференциал иссиқлиги ҳосил қилиб, натижада фаол марказларда Cu2+:7 метанол гептамер комплекс ҳосил бўлади. Дастлаб адсорбция иссиқлиги ўртача 130 кЖ/моль билан моно, иссиқлик кескин камайиши билан 55 кЖ/моль гача кетма-кет гексамергача бўлган ион-молекуляр комплексларни ҳосил қилади, силикалит қисмда 2 ммоль/г метанол адсорбциялади.
Этанолнинг мис ва цезий катионли русумларида адсорбция графикларини асосий 3 қисмга бўлиш мумкин. Биринчи қисмда мисда пента-, цезийда эса тример комплекс ҳосил бўлишидан сўнг тўғри ва синусоидал кўринишдаги каналларда, 3-қисмда 3-координацион сферада адсорбцияланишидан далолат беради. Метил ва этил спиртларининг адсорбция дифференциал иссиқлик эгри чизиғини ўзаро эксполяцияси бир-бирига мослигини кўрсатди.
Сув молекулаларини адсорбция иссиқлик поғоналари корреляцияси аниқ ифодаланиб, бу қиймат CuZSM-5 да 0,3 ммоль/г га тенглиги, шунингдек декамер комплекс Сu2+:10(Н2О) комплекс ҳосил бўлиши, яъни ZSM-5 цеолитининг бошқа катионли русумларига нисбатан кўп миқдорда адсорбцияланиши аниқланди.
ZSM-5 цеолитининг Сu2+, Cs+ ва Li+ русумларидаги бутун адсорбцион ҳажмни пара-ксилол мос равишда 94%, 66 %, 85 % ва (элементар ячайкага ўртача 7, 2 ва 4 та молекуладан), орто-ксилол мис ва цезий русумларида мос равишда –55% ва 33 % (элементар ячайкага ўртача 4 ва 2 та молекуладан) ва мета-ксилол– 63 % ва 31 % (элементар ячайкада ўртача 5 та ва 2 тадан молекулалар) адсорбцияланиши, шунингдек мета-ксилол мис русумида асосан 2-координацион сферада, цезий формасида 50/50 нисбатда 1-ва 3-координацион сферада адсорбцияланиши кузатилди.
Олиб борилган тадқиқод натижалари асосида синтез қилинган цеолит амалиётда «Шўртан нефт-газ ишлаб чиқариш” бошқармасида синовдан ўтган ва ижобий натижага эришилди. Олинган натижалар асосида келажакда турли соҳаларда шу жумладан табиий газ махсулотларини қуритиш, тозалаш ва юқори самарали катализатор сифатида ишлатилишига ва маҳаллий хом ашёлардан цеолитлар олишда илмий асос бўлиб ҳизмат қилади.
Достарыңызбен бөлісу: |