“TIBBIYOT OLIYGOHLARIDA TABIIY FANLARNI
INTERFAOL USULLARDA O'QITISHNING
MUAMMOLARI VA YECHIMLARI”
321
ANGERIN TABIIY KAOLINIDAN X SEOLIT SINTEZINI GIDROTERMIK USULDA
TADQIQ QILISH
Pardaev Otabek Toʻxtamishovich
OʻzRFAU Kimyo va noorganik kimyo instituti tayanch doktoranti
Abduraxmonov Eldor Baratovich
Termiz davlat pedagogika instituti k.f.d., prof.
Toxirova Zarina Toxir qizi
Termiz davlat pedagogika instituti, kimyo yo‘nalishi 2-kurs talabasi
Djuraqulova Azizaxon Karshievna
Termiz iqtisodiyot va servis universiteti, Tabiiy fanlar kafedrasi
Annotatsiya:
Ushbu ish mikroto‘lqinli quvvatning tabiiy kaolinitdan seolit X va
gidroksisodalit sinteziga o‘rganildi. Kaolin 650°C da 3 soat davomida mufel o‘chog’ida kuydirildi va
olingan metakaolin mikroto‘lqinli seolitlarning gidrotermal sintezi uchun 3 M natriy gidroksid
eritmasida ishlav berildi. Ma’lum bo‘lishicha, qo‘llashning belgilangan muddati uchun hosil bo‘lgan
seolitik materialning tuzilishi, ishlatiladigan mikroto‘lqinli pechning kuchiga bog’liq. Bu yerda 24
soat foydalanilgan vaqt sharoitida 160 dan 320 Vt gacha bo‘lgan energiya seolite-X hosil bo‘lishiga
yordam berdi, gidroksisodalit hosil bo‘lishi esa 320 Vt dan yuqori energiya uchun qulaydir.
Boshlang‘ich kaolin, ishlab chiqarilgan seolit X namunalarini tavsiflash uchun turli xil analitik
usullar qo‘llanilgan, jumladan skanerlash elektron mikroskopiya (SEM), FT-IR spektrda.
Kalit so‘zlar:
Kaolin, seolit X, metakaolin,
FT-IR spektr,
SEM analitik.
Kirish
Tabiiy seolitlar ham, sintetik seolitlar ham, neft-kimyoviy kreking, oqava suvlarni
tozalash, atom energiyasini ishlab chiqarish kabi muhim maqsadlarga ega.
Ifloslangan yerlarni qayta tiklashda va sog‘liqni saqlash va tibbiyotning bir qator
rivojlanayotgan sohalarida. Bundan tashqari, tabiiy seolitlarga nisbatan sintetik seolitlar mukammal
adsorbsion qobiliyatlari va yuqori ko‘rsatkichlari tufayli oqava suvlarni tozalashda yuqori
samaradorlik ko‘rsatdi[1-4].
Minerallar, ko‘mir kullari, tabiiy seolitlar, qattiq shahar chiqindilari va sanoat loylari. Ushbu
tabiiy xomashyolar orasida seolit X ga o‘xshash, kremniy dioksidning alyuminiy oksidi nisbati 1 ga
yaqin bo‘lgan kaolin xom ashyosidan, seolit X sintezi uchun muqobil arzon xom ashyo sifatida
ishlatilgan.
Kaolin termal ishlov berilganda bir qator fazaviy o‘zgarishlarga uchraydi. minerallar, ko‘mir
kullari, tabiiy seolitlar, qattiq shahar chiqindilari va sanoat loylari[5-7]. Ko‘pgina tadqiqotlar sintez
qilingan seolit X ning kristallanish turi va darajasiga kuchli ta’sir ko‘rsatadigan asosiy omillarni
optimallashtirishga qaratilgan, shu jumladan tayyorlash usuli, kristallanishini boshqaradigan eng
muhim parametrlardan biridir. Ishqoriylikning oshishi ham yadrolanish, ham kristall o‘sishi orqali
kristallanish tezligining oshishiga olib keladi.
2Al
2
Si
2
O
5
(OH)
4
550−600℃
→
2Al
2
Si
2
O
7
+ 4H
2
O
“TIBBIYOT OLIYGOHLARIDA TABIIY FANLARNI
INTERFAOL USULLARDA O'QITISHNING
MUAMMOLARI VA YECHIMLARI”
322
Kaolin metakaolin
2Al
2
Si
2
O
7
925−950℃
→
Si
3
Al
4
O
12
+ SiO
2
Metakaolin shpinel
3Si
3
Al
4
O
12
550−600℃
→
2Si
2
Al
6
O
13
+ 5SiO
5
Shpinel mulli kristallit
Sintezlangan seolit X namunalarining mikrografiklari quyidagi SEM analitik sharoitlarida
olingan: EHT=10,00 kV, Signal A=SEM va WD=7 mm 5000 va 10000 × kattalashtirishda. 2 va 3-
rasmlarda ko‘rsatilganidek, mikrografiyalar, xususan, o‘rtacha zarracha hajmi 3,1 mkm bo‘lgan seolit
X ning yaxshi shakllangan,
tipik kub
shaklidagi kristallarini ko‘rsatadi.
1-rasm.
5000 ×
kattalashtiril
Angerindagi
kaolin namuna
SEM mikrografi.
2-rasm.
5000 × kattalashtirishda an’anaviy
3-rasm.
10000 × kattalashtirishda
an’anaviy gidrotermal
gidrotermal sintez reaktsiyasi yordamida olingan sintez reaktsiyasi yordamida olingan
kristallitlarning
kristallitlarning yo‘nalishini ko‘rsatadigan yo‘nalishini ko‘rsatadigan SEM
mikrografi.
SEM mikrografi.
Angerindagi kaolin namunalarining “qabul qilinganidek” mikrografiklari 1-rasmda
keltirilgan. Tasvirlar quyidagi SEM tahliliy, tahlili ostida SEM tahlili yordamida olingan.
Angerindagi kaolinining, metakaoliniga o‘tishi taxminan 570°C da kuzatildi.
Fure transformatsion infraqizil spektroskopiya
Xom ashyoning FT-IR spektrlari 400 dan 4000
sm
-1
oralig‘ida qayd etilgan. Asl va termal
ishlov berilgan kaolinning FT-IR spektrlari 600°C, 950°C va 1000°C da o‘rganildi.
“TIBBIYOT OLIYGOHLARIDA TABIIY FANLARNI
INTERFAOL USULLARDA O'QITISHNING
MUAMMOLARI VA YECHIMLARI”
323
4-rasm.
Kalsinlashdan oldin "qabul
5-rasm.
Kaolinni 600°C, 950°C va
1000°C
qilingan" kaolin uchun olingan FT-IR da kalsifikatsiya qilishdan so‘ng
olingan
spektrlari kaolin va metakaolinning FT-IR
spektrlari.
Xom ashyoning FT-IR spektrlari 400 dan
4000
sm
-1
oralig‘ida qayd etilgan.
Ishlov berilmagan va termal ishlov berilgan
kaolinning FT-IR spektrlari 600°C, 950°C va
1000°C da tekshirildi. 4-rasmda kaolinning
kaltsiylashdan oldin FT-IR spektrlari ko‘rsatilgan.
3692 va 3620
sm
-1
balandlikdagi
6-rasm.
Kaolindan ishlov berilgandan
cho‘qqilarni kaolin
tarkibidagi
gidroksil
guruh-
keyin olingan seolit X ning FT-IR spektrlari
larining cho‘zilgan tebranishi bilan bog‘lash
mumkin.
3620
sm
-1
balandlikdagi cho‘qqilar oktaedral va tetraedral joylashgan OH guruhlari bo‘lgan
ichki gidroksil guruhlarning cho‘zilgan tebranish rejimlari bilan bog‘liq.
3692
sm
-1
balandlikdagi
cho‘qqilar qo‘shni kaolin qatlamining oktaedral cho‘qqilari yuzasida joylashgan ichki yuza OH
guruhlarining cho‘zilgan tebranish rejimlariga mos keladi.
1115 sm
-1
cho‘qqisi kaolin strukturasidagi Si-O bog‘larining cho‘zilgan tebranishi bilan
bog‘liq bo‘lishi mumkin (4-rasm), 1034 sm
-1
va 1002 sm
-1
balandlikdagi cho‘qqilar esa
Si-O-Si, va
Si-O-Al panjara tebranishlari natijasida yuzaga keladi. Frost va boshqalar.
OH guruhlarining egilish
tebranishlarini 910
sm
-1
va 942 sm
-1
cho‘qqilariga tayinladi.
“sirt OH egilishlari” va “ichki OH egilishlari” ga mos keladi. Van der Marel va Beutelspacher
(1976) ma’lumotlariga ko‘ra, OH guruhlarining bu egilish tebranishlari asosan Al-OH guruhlaridagi
bog‘lanishlar tufayli yuzaga keladi.
795
sm
-1
va 749 sm
-1
balandlikdagi cho‘qqilar Si-O-Si
bog‘lanishlariga va nihoyat, 456 sm
-1
va 522 sm
-1
cho‘qqilarga Si-O aloqalarining tebranishini
deformatsiya qilish uchun tayinlangan.
5-rasmda kaolinning metakaolinga aylanish jarayoni ko‘rsatilgan. Kaolinning metakaolinga
aylanishi bu xarakterli cho‘qqilarning yo‘qolishi bilan aniqlanadi.
796
sm
-1
va 801 sm
-1
da joylashgan
metakaolin cho‘qqilar Si-O-Al bog‘lanishlariga tayinlanganligini kuzatish mumkin.
Oldingi
tadqiqotlardan qilinganidek, metakaolin uchun 1076
sm
-1
tebranish zonasi Si-O-Si aloqalarini
cho‘zish kuzatilgan.
Bu bantlarning mavjudligi kaolinning kalsinlangan kaolindan olingan metakaolin fazasiga
aylanishini tasdiqladi.
Metakaolinning
1034 sm
-1
cho‘qqisi 960
sm
-1
ga o‘tkazildi (5-rasm), bu seolit
tuzilmasi bo‘lgan alyuminosilikatlardagi Si-O-Si yoki Si-O-Al bog‘larining antisimmetrik cho‘zilishi
bilan belgilanishi mumkin.
549
sm
-1
atrofida zaif intensivlikning cho‘qqisi kuzatildi, kub prizma
shaklida seolit X mavjudligini ko‘rsatadi (6-rasm). Bu ikki halqali seolitning kristallanishining
boshlanishini ko‘rsatishi mumkin.
456
sm
-1
balandlikdagi cho‘qqilar Si-O-Si yoki Si-O-Al tetraedral
strukturalarining ichki bog‘lanish tebranishlariga va seolit X ning assimetrik cho‘zilishiga to‘g‘ri
keladi. Kaolinning seolit X ga o‘zgarishini FT-IR spektrlarida yaqqol ko‘rish mumkin (9560 sm
-1
“TIBBIYOT OLIYGOHLARIDA TABIIY FANLARNI
INTERFAOL USULLARDA O'QITISHNING
MUAMMOLARI VA YECHIMLARI”
324
dan
)
panjara hududida. Kaolin boshlang‘ich materiali SiO, Si-O-Al va Al-OH tebranishlari tufayli
ushbu nuqtalarda yaxshi aniqlangan FT-IR spektrlarda beradi.
Xulosa
Angerindagi kaolinidan olingan seolit X uchun sintez parametrlarini optimallashtirishga
birinchi marta erishildi. Optimallashtirilgan parametrlar quyidagilardan iborat: 3 M NaOH asosiy,
kristallanish vaqti 24 soat, harorat 200°C va gel hosil bo‘lish sharoitlari uchun 24 soatlik vaqt oralig‘i.
Ushbu parametrlarga rioya qilish orqali kub kristall shaklida taxminan 90% yuqori kristallilik bilan
seolit X sinteziga erishildi. FT-IR spektrlari, SEM tahliliy o‘lchovlari natijalari shuni ko‘rsatdiki,
metakaolin fazasini kaolinni 600°C da 3 soat davomida qizdirish orqali olish mumkin.
Foydalanilgan adabiyotlar:
1.
Colina FG, Llorens J (2007) Study of the dissolution of dealuminated kaolin in
sodium-potassium hydroxide during the gel formation step in zeolite X synthesis. Micro Meso Mater
100:302–311.
https://doi.org/10.1016/j.micromeso
2.
Adamczyk, Z. and Bialecka, B. (2005) Hydrothermal synthesis of zeolites from polish
coal fly ash. Polish Journal of Environmental Studies, 14(6), 713 – 719.
3.
Tanaka H, Furusawa S, Hino R (2002) Synthesis, characterization, and formation
process of Na-X zeolite from coal fly Ash. J Mater Synth Process 10:143–148.
4.
Alkan, M., Hopa, C., Yilmaz, Z. and Guler, H. (2005) The effect of alkali
concentration and solid/liquid ratio on the hydrothermal synthesis of zeolite NaA from natural kaolin.
Microporous and Mesoporous Materials, 86, 176 – 184.
5.
Peng H, Qi T, Vogrin J, Huang Q, Wu W, Vaughan J (2021) Theeffect of leaching
temperature on kaolinite and meta-kaolin dissolution and zeolite re-precipitation. Min Eng
170:107071.
. mineng. 2021.107071
6.
Mozgawa W, Król M, Mikula A, Pichór W (2014) Study of zeolite-like sorption
materials obtained from expanded perlite waste, 5th International Conference on Engineering for
Waste and Biomass Valorisation - August 25–28, 2014 - Rio De Janeiro, Brazil study
7.
Aele, L., Perez-Pariente, J., Chebude, Y. and Diaz, I. (2015) Synthesis of zeolite A
from Ethiopian kaolin. Microporous and Mesoporous Materials, 215, 29 – 36.
