Homework Zeolite #3

สัปดาห์นี้ เรียนเรื่องการแลกเปลี่ยนไอออนบวกของซีโอไลต์กันมาแล้ว ลองทำการบ้านโดยพิจารณา ion exchange isotherm ของ Na-Chabasite (D.W. Breck, Zeolite Molecular Sieve, 1974, p 557) แล้วตอบคำถามให้ถูกต้อง

1. ถ้านำซีโอไลต์ในการบ้านของสัปดาห์ก่อนมาแลกเปลี่ยนไอออนกับ NH4Cl (aq) แล้วเปลี่ยนเผา (Calcination) ให้กลายเป็นรูปกรด ซีโอไลต์ใดจะมี acid strength สูงที่สุด เพราะเหตุใด?

If we ion exchange the zeolites in last week homework with NH4Cl, then calcined at ~500˚C to decompose NH3, leaving H+ as charge balancing cation, we can obtain the acid form zeolites. Which zeolite would possess the highest acid strength?  Why?

• 

• 

• 

• 

• 

2. จาก ion Exchange Isotherm ของ Na-chabazite  กับ cation ชนิดอื่นดังรูปข้างบน (D.W. Breck, Zeolite Molecular Sieve, 1974, p 557) จงตอบคำถามต่อไปนี้

2.1 จงเรียงลำดับความสามารถในการแลกเปลี่ยนไอออนของ cation ชนิดต่างๆ ใน Na-chabasite จากมากไปหาน้อย 

​From the ion exchange isotherms, give the order for types of cation that is preferably exchanged with  Na-chabasite?

2.2 Cation(s) ชนิดใดไม่สามารถแลกเปลี่ยนได้  100%? เพราะเหตุใด? และควรทำอย่างไรเพื่อเพิ่มความสามารถในการแลกเปลี่ยนไออนให้ได้มากขึ้น จงอธิบาย 

Which cation cannot completely exchanged? Why? What should be done to improve ion exchange capacity?

2.3. ถ้า Si/Al ratio ของ Na-chabazite เพิ่มสูงขึ้น  ion exchange isotherm ของ cation ชนิดใดจะได้รับผลกระทบมากที่สุด อย่างไร? เพราะเหตุใด?

If we ion exchange the Na-Chabasite with a higher Si/Al than this one, which isotherm would be severely affected, as compared to others? Why?

2.4 เราสามารถแลกเปลี่ยนไอออนใน Na-chabasite ให้เป็นรูปกรดได้ 100% หรือไม่? และหากทำได้ ความแรงของกรด (Acid strength) ของ H-chabasite จะเป็นอย่างไรเมื่อเทียบกับความแรงของกรดของ H-Beta

Can we exchange Na-Chabasite in 100 % H-Chabasite? If so, what is the acid strength of H-Chabasite, as compared to H-beta

ทำการบ้าน