Conversion of silica by-product into zeolites by thermo-sonochemical treatment
Loading...
Date
2021-04-13
Authors
Vaičiukynien, Danute
Jakevičius, Leonas
Kantautas, Aras
Vaitkevičius, Vitoldas
Vaičiukynas, Vilimantas
Dvořák, Karel
ORCID
0000-0003-2111-3357Advisor
Referee
Mark
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Elsevier
Altmetrics
Abstract
The fine powdered silica by-product of processing of aluminum fluoride (fertilizer plant, Lithuania) was used for zeolite synthesis as silica and aluminum source. The effect of sonication time and the time of hydrothermal synthesis on crystallinity of the synthesized zeolite were studied. This allowed the transformation of the byproduct to the mixture of Na–P zeolite and Na–X zeolite. It was determined that ultrasonic-assisted hydrothermal action effected the “diamond” shape formation of Na–P zeolite with clear crystal edges. Na–P zeolite had the morphology of pseudo-spherical forms constituted by small plates when hydrothermal treatment (without sonication) was use for the preparation of zeolites. Moreover, it was determined that ultrasonic-assisted hydrothermal method effected a reduction in the crystal size compared with the zeolites which were synthesized only by using hydrothermal synthesis. The total amount of zeolites as high as 88–93% was achieved after 24 h of hydrothermal treatment followed or unfollowed by sonication. By using longer duration (20 min) of ultrasound pretreatment it is possible to reduce the duration of hydrothermal synthesis: from 24 h to 12 h of hydrothermal treatment. In this case, similar results of total amount of zeolites were detected. In the present work, low-cost raw materials, such as silica by-product have been investigated for the production of zeolites.
Použil se jemný práškový vedlejší produkt oxidu křemičitého při zpracování fluoridu hlinitého (závod na hnojení, Litva) syntéza zeolitu jako zdroje oxidu křemičitého a hliníku. Byl studován vliv doby působení ultrazvuku a doby hydrotermální syntézy na krystalinitu syntetizovaného zeolitu. To umožnilo transformaci vedlejšího produktu na směs zeolitu Na – P a zeolitu Na – X. Bylo zjištěno, že hydrotermální působení podporované ultrazvukem ovlivnilo „diamantový“ tvar zeolitu Na – P se zřetelnými hranami krystalů. Zeolit Na – P měl morfologii pseudosférických forem tvořených malými destičkami, když bylo pro přípravu zeolitů použito hydrotermální zpracování (bez použití ultrazvuku). Navíc bylo zjištěno, že ultrazvukem podporovaná hydrotermální metoda způsobila zmenšení velikosti krystalů ve srovnání se zeolity, které byly syntetizovány pouze pomocí hydrotermální syntézy. Celkové množství zeolitů až 88–93% bylo dosaženo po 24 hodinách hydrotermálního ošetření následovaného nebo nesledovaného ultrazvukem. Použitím delšího trvání (20 minut) předúpravy ultrazvukem je možné zkrátit dobu hydrotermální syntézy: z 24 hodin na 12 hodin hydrotermálního ošetření. V tomto případě byly zjištěny podobné výsledky celkového množství zeolitů. V této práci byly pro výrobu zeolitů zkoumány levné suroviny, jako je vedlejší produkt oxidu křemičitého.
Použil se jemný práškový vedlejší produkt oxidu křemičitého při zpracování fluoridu hlinitého (závod na hnojení, Litva) syntéza zeolitu jako zdroje oxidu křemičitého a hliníku. Byl studován vliv doby působení ultrazvuku a doby hydrotermální syntézy na krystalinitu syntetizovaného zeolitu. To umožnilo transformaci vedlejšího produktu na směs zeolitu Na – P a zeolitu Na – X. Bylo zjištěno, že hydrotermální působení podporované ultrazvukem ovlivnilo „diamantový“ tvar zeolitu Na – P se zřetelnými hranami krystalů. Zeolit Na – P měl morfologii pseudosférických forem tvořených malými destičkami, když bylo pro přípravu zeolitů použito hydrotermální zpracování (bez použití ultrazvuku). Navíc bylo zjištěno, že ultrazvukem podporovaná hydrotermální metoda způsobila zmenšení velikosti krystalů ve srovnání se zeolity, které byly syntetizovány pouze pomocí hydrotermální syntézy. Celkové množství zeolitů až 88–93% bylo dosaženo po 24 hodinách hydrotermálního ošetření následovaného nebo nesledovaného ultrazvukem. Použitím delšího trvání (20 minut) předúpravy ultrazvukem je možné zkrátit dobu hydrotermální syntézy: z 24 hodin na 12 hodin hydrotermálního ošetření. V tomto případě byly zjištěny podobné výsledky celkového množství zeolitů. V této práci byly pro výrobu zeolitů zkoumány levné suroviny, jako je vedlejší produkt oxidu křemičitého.
Description
Citation
ULTRASONICS SONOCHEMISTRY. 2021, vol. 72, issue 4, p. 1-8.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1350417720317302
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1350417720317302
Document type
Peer-reviewed
Document version
Published version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Comittee
Date of acceptance
Defence
Result of defence
Document licence
Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/