Синтетик цеолитларнинг адсорбцион хусусиятларида мисол учун LI

1.4. Синтетик цеолитларнинг адсорбцион жиҳатлари ва хусусиятлари
Синтетик цеолитларнинг адсорбцион хусусиятларида мисол учун Li_4,36ZSM-5 ва Na₄,₃₆ZSM-5 таркибли цеолитларида аммиак, карбонат ангидрид ва н-гептан адсорбциясининг изотермалари ва тўлиқ термодинамик характеристикалари ҳақида аниқ маълумотлар келтирилган ва ўрганилган тизимларнинг тўйиниши билан адсорбцион иссиқлик ўзгаришларининг поғонали тавсифи кўриб чиқилган. Цеолитларнинг структурали тузилишидаги адсорбцион-энергетик характеристикалари орасидаги корреляция топилган ва биринчи марта Li_4,36ZSM-5 ва Na_4,36ZSM-5 цеолитларида аммиак, карбонат ангидрид ва н-гептаннинг адсорбцион молекуляр механизми аниқланди[117; рр. 3619-3622].
ZSM-5 цеолитида Li⁺ катионлари цеолит кристалл панжарасининг қарама қарши ҳолатларида жойлашганлиги аниқланди. Махсус ўзаро таъсир этувчи молекулаларнинг адсорбцияси Li⁺ катионларининг цеолит панжарасидан каналлар кесишиш бўшлиғига ва каналларга кўчиши ва уларда турли майда ион/молекуляр комплексларнинг ҳосил бўлиши кузатилди[117; С. 3-6].
н-Гептаннинг Na_4,36ZSM-5 цеолитида адсорбция жараёнида н-гептаннинг узун занжирли молекуласи (11,5 Å) натрийли катион билан ўртача 2,64 нисбатда ўзаро таъсирлашади. Углеводород молекуласининг цеолит ғовакли каналларидаги ҳаракатчанлик ҳолати н-гептаннинг кристалл кўринишдаги ҳаракатчанлигига ўхшашдир. н-Гептан Na_4,36ZSM-5 цеолитнинг ~0,185 см³/г сорбцион ҳажмини эгаллайди ва бу реал ҳажмнинг ~100% ташкил қилиб, цеолит структурасининг яхши кристалланганлигини ва мезоғоваклар деярли бўлмаслигини инкор этмайди[119; С. 3-6].
Илк марта микрокалориметрик усулда СaA₁, СaA₂, СаNaА₁ ва СаNaА₂ цеолитларида сув ва углерод (IV) оксиди, LiLSX, NaLSX, NaX, LiX, NaY ва LiY цеолитларида аммиак ва бензол адсорбцияси асосий энергетик (дифференциал иссиқлик, энтропия ва изотерма) хусусиятлари ҳамда адсорбция термокинетикаси (иссиқлик мувозанати) изоҳланди[120; С.97-100].
СаА₁, СаА₂, NaСаА₁ ва NaСаА₂ цеолитларида ҳар бир ячайкасига мос равишда 25 та, 32 та, 34 та ва 27 та сув молекулалари ютилиши СаА₂ ва NaСаА₁ цеолитларининг адсорбцион ҳажми нисбатан юқорилигини кўрсатди[121;P.13939-13944].
СаА₁, СаА₂, NaСаА₁ ва NaСаА₂ цеолитларида ҳар бир ячайкасига мос равишда 7 та, 7,34 та, 8,7 та ва 9.2 та углерод (IV) оксиди молекулалари адсорбцияланиши NaСаА₁ ва NaСаА₂ цеолитларининг адсорбцион ҳажми нисбатан юқори эканлигини кўрсатилган[122; С. 23-26].
LiLSX, NaLSX цеолити ғоваклари тўйиниши учун 5,84 ва 5,16 та бензол молекулалари адсорбция жараёнида ютилиши ва иккала цеолитда ҳам суперғовакдаги адсорбция иссиқлиги ўртача 82,4 кЖ/мольни ташкил қилиши, цеолит матрицаларида бензол молекулалари мустаҳкам локалланиши ҳамда адсорбция термокинетикаси таҳлил қилинган[123; P. 246–252]. Аммиак адсорбцияси дифференциал иссиқлиги NaLSX цеолитида 4 та фрагмент, LiLSX цеолитида эса 3 франтментга ажралади. Аммиакнинг адсорбцияси дифференциал иссиқликларида S_III позицияда Na⁺ катионлари бўлган аммиакнинг моно-комплексларини ҳосил бўлишига мос келадиган 4 та фрагмент ва Li⁺ да 3 фрагмент мавжуд, сўнгра S_III даги адсорбция жараёни S_II позициядаги катионлар билан тўрт ўлчовли комплексларнинг ҳосил бўлиши билан якунланади. S_II позициядаги Na⁺ ва Li⁺ катионлари супербўшлиқларда тўрт ўлчовли (NH₃)₄/Na⁺, (NH₃)₄/Li⁺ комплексларини ҳосил қилган[123; С. 5-8].
LiLSX-Х русумидаги цеолитлар аммиакни, Y русумидаги цеолитлар бензолни яхши сорбциялаши ва каталитик хусусиятлари кўрсатилди[125; С. 13-16]. Кулдашева Ш.А. ва бошқалар NH₄ZSM-5 типидаги цеолитларнинг қутбли ва қутбсиз молекулалар адсорбцияси бўйича тадқиқот ишлари олиб боришган. Жумладан фаол марказларида аммоний катиони бўлган NH₄ZSM-5 типидаги цеолитларнинг катион бўлмаган шаклига нисбатан адсорбция деярли икки баробар кўп борган (силикалит 9,8 H₂O/эл.яч.). Адсорбция иссиқлиги ва изотермаси тадқиқоти натижалари асосида NH₄ZSM-5 цеолити органафил хусусиятга эга эканлиги аниқланган[126; С. 101-105].
NH₄ZSM-5 цеолити карбонат ангидрид адсорбцияси дифференициал иссиқликлари эгри чизиқли поғона кўринишда боради. NH₄ZSM-5 цеолити каналларига жами 1,41 ммоль/г карбонат ангидрид гази адсорбцияланади. NH₄ZSM-5 цеолитига, карбонат ангидрид молекулалари адсорбция энтропияси суюқ ва газ ҳолатида бўлади. Дастлабки адсорбция мувозанати 5,8 соат давом этади кейинчалик аста секинлик билан мувозанат вақтининг камайиб боришини кузатишимиз мумкин. Цеолитни СО₂ газига тўйинишини мувозанат вақти камайиши ва адсорбат-адсорбат молекулаларини ўзаро таъсири билан изоҳлаш мумкин[127; С.77-79].
NН₄ZSM-5 цеолитида н-гептан молекулалари адсорбцияси дифференциал иссиқлигини ўлчаш учун Тиана-Кальве типидаги ДАК 1-1А моделли дифференциал микрокалориметрда 303 К қийматида ўлчанган. Адсорбция иссиқлиги дастлаб ~106 кж/моль гача қисқа ўзгаришларсиз боради ва ~106 кж/моль дан кейин иссиқлик миқдори ~97 кж/моль га тенг бўлади. Н-гептан молекулалари цеолит каналларида кам ҳаракатланган, яъни қаттиқ ҳолат энтропиясида бўлади. Кесишган соҳалар ва зигзагсимон каналлардаги адсорбция жуда секинлашган ҳолатда боради[128; С. 74-78].
NH₄ZSM-5 цеолитига тўғри ва зигзагли кўринишдаги каналлардан тўғри каналларга NH₄⁺ катионларига силжиши кузатилмайди. Цеолит каналарида ион-молекуляр комплекслар ҳосил бўлади. Яъни битта катионга ўртача 1,75 та бензол молекуласи тўғри келади. Адсорбция изотермалари уч қадламли микроғовакларнинг ҳажмий тўйиниш назарияси (МҲТН) тенгламаси ёрдамида тавсифланди. Цеолит каналларида бензол қаттиқ ҳолат ҳаракатчанлигида бўлади. Бошланғич тўйинишлардан то тўйинишгача бўлган адсорбция механизмлари салмоқли ўрганилган[129; С. 49-51].
NH₄ZSM-5 цеолитида метанол молекулалари дифференциал иссиқлиги кичик тўлқинсимон чизиқлардан иборат бўлади. Дастлаб адсорбция иссиқлиги юқори 150 кЖ/моль гача бориб, иссиқлик тез муддатда билан 80 кЖ/моль га пасайиб кетади. Цеолит каналларида метил спирти қўзғалмаган ҳолатда, яъни ҳаракатсиз бўлади. Бу ҳолат адсорбциянинг 0,5-3,25 ммоль/г оралиғида боради. NH₄ZSM-5 цеолитида метил спирт молекулаларининг овалсимон каналлар ва тўғри каналлар кесишмаларида адсорбциянинг мувозанатга келиши (0,58 ммоль/г гача) жуда секинлашиб, кейинчалик тезлашиб боради. Бунда мувозанат вақти деярли 8,4 соатдан 1,6 соатгача камаяди. Бошланғич адсорбцияда фаол марказлар билан спирт молекулаларини мустаҳкам боғланиши учун катта вақт талаб этилади. Кейинги босқичларда эса адсорбат-адсорбат боғланишларга вақт кам кетади (1-2 соат). Охирги босқичда адсорбция мувозанат вақтини 30 минутга тушиб қолиши бу адсорбцион ҳажмда тўлиқ адсорбцияланган молекулалар билан адсорбцияланмаган молекулаларнинг ўзоро таъсири натижасида уларнинг буғ ҳолатида сақланиб қолиши билан изоҳланади[130; С.32-36].

117.Jumaboyeva Zebo, Yuldosh Yakubov. Differential heat of ammonia absorption in pentasil type zeolites.// International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology, Vol. 7, Issue 12 , December 2020, рр. 3619-3622

118.Рахматкариев Г.У., Жумабоева З.З. Изотерма, дифференциальные теплоты, и энтропии адсорбции н-гептана на цеолите LiZSM-5//Узб.хим.журн. 2011. № 3. С. 3-6
119. Г.У. Рахматкариев, З.З. Жумабоева, С.Д. Курбанов. Дифференциальные теплоты и изотерма адсорбции н-гептана в цеолите NaZSM-5// Узб.хим.журн. 2011. № 4. С. 3-6
120.Ахмедов У.К., Рахматкариева Ф.Г., Коххаров М.Х., Абдурахмонов Э.Б. СaА цеолитига карбонат ангидрид адсорбция энергетикаси// Композиционные материалы - 2019 й. № 2. С. 97-100.
121.Kokharov Mirzokhid Husanboevich, Axmedov Ulug’ Karimovich, Rakhmatkarieva Firuza Gayratovna, Abdurakhmonov Eldor Baratovich Investigation of water sorption to Са₅Na₃А zeolite at adsorption of micro calorimetric device // International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology Vol. 7, Issue 5, May 2020 y. P. 13939- 13944.
122.Эргашев О.К., Коххаров М.Х., Абдурахмонов Э.Б. Энергетика адсорбции диоксид углерода в цеолите CaA//Universum: химия и биология: научный журнал 2019 йил № 7(61) С. 23-26.
123.Abdurakhmonov E.B., Rakhmatkarieva F.G., Ergashev O.K., Ochilov G.M. Energetic Characteristics Of The Process Of Adsorption Of Benzene In Zeolites NaX And NaY //International Journal of Future Generation Communication and Networking Vol. 13, No. 4, (2020), P. 246–252
124.Абдурахмонов Элдор Баратович, Эргашев Ойбек Каримович. Термокинетика адсорбции аммиака в цеолите NaLSX //Universum: химия и биология Выпуск: 8(74), август 2020 г. C.5-8.
125.Рахматкариев Г.У., Усманова Ф.Г. Абдурахмонов Э.Б. Изотерма и дифференциальные теплоты адсорбции бензола в цеолите LiY// Узбекский химический журнал, (Ташкент), 2013, №1. - С. 13-16.
126.Абдулхаев Т.Д., Кулдашева Ш.А., Рахматкариева Ф.Г., Й.Ю.Якубов. (NH₄)_1,35ZSМ-5 цеолитининг фаол марказлари ва каналлари билан метанол молекулаларини ўзаро таъсири.// Наманган муҳандислик-технология институти илмий-техника ЖУРНАЛИ, (Наманган), 2019, №1. - С. 101-105.
127.Абдулхаев Т.Д., Кулдашева Ш.А., Рахматкариева Ф.Г. Дифференциальная теплота и изотерма адсорбции оксида углерода в цеолитах типа NH₄ZSM-5// UNIVERSUM Химия и биология, (Москва ,Россия), 2019, №11(65˗1). С.77-79.
128.Абдулхаев Т.Д., Кулдашева Ш.А., Рахматкариева Ф.Г. NН₄ZSM-5 Цеолитига н-гептан тақсимланиш ҳолатини адсорбцион микрокалориметрик тадқиқи // Композицион материаллар, (Ташкент), 2019, №3. - С. 74-78.
129.Абдулхаев Т.Д., Кулдашева Ш.А., Рахматкариева Ф.Г., Якубов Ю.Й. NH₄ZSM-5 цеолитига бензол адсорбцияси энергетикаси // Композицион материаллар, (Ташкент), 2019, №2. - С. 49-51
130.Абдулхаев Т.Д., Кулдашева Ш.А., Якубов Й.Ю. Взаимодействие молекул метанола с активными центрами и каналами цеолита (NH₄)_1,35ZSМ-5 // UNIVERSUM Химия и биология, (Москва,Россия), 2019, №8(62). - С.32-36.