Способ определения степени кристалличности цеолитов Советский патент 1992 года по МПК G01N1/10 G01J3/30 

Изобретение относится к области технологии синтеза цеолитов, а именно к способу измерения степени кристалличности цеолитов, как метода контроля за ходом формирования цеолитов в процессе промышленного синтеза, термических обработок и для оценки качества готового продукта.

Известен способ определения степени кристалличности цеолитов путем измерения дифференциальных интенсивностей пиков с помощью рентгсноструктурного анализа. Способ включает следующие операции. Образец цеолита растирают в фарфоровой ступке в течение 40 минут, выдерживают в эксикаторе над водой не мене 6 часов. Запрессовывают в кювету и проводят съемку подготовленного и эталонного образцов. На рентгенограмме измеряют высоту пиков анализируемого и эталонного образцов в области углов 20-23°. Степень кристалличности определяют по формуле:

К

100%,

ю

сл ч

где К - степень кристалличности, %;

I - интенсивность пика анализируемого образца, мм;

э интенсивность пика эталонного образца, мм.

Недостатком данного способа является невозможность его использования для определения степени кристалличности образцов с малыми размерами частиц (менее

8 им), длительность анализа из-за большого числа оремяемких операций, необходимость сложного оборудования,

Наибопее близким к заявляемому способу является способ определения степени кристалличности цеолитов измерением интенсивности потоке излучения, пропорцио- н а л ь и о г о м а к с; и м л л ь я о м у з н а ч о i i и ю пропускания образца цеолита о области 400-700 см, измеряют интенсивность излучения пропорционального минимальному значению пропусканий образца для полосы поглощения 545 и определяют величину оптической плотности Аь Способ заключается в следующем. Навеску цеолита 3--5 мг п течение 15 мин истирают но вибромельнице затем ИЗ мин перемешиваю с предвл рител ьно п од гото ил е i ш ыгл (очи ще н 11 ы м, осушенным) KB 700 мг. После этого смесь помещают в пресс-Форму и прессукл таблетку под давлением 5 т. Калмбропочнпе смеси приготовлены лнолотчным образом при смешивании образцов цеолитов с кристалличностью о г 0 до 100% в различном отношении. Расчет оптической плотности производится по формуле:

,;.w.: lcjTMni,,

где А - величина оптической плотности,

Т макс процент пропускания п максимуме пропускания аналитической полосы

Тц./.п процент пропускания г- минимуме пропускания аналитической полось: 545 , фнг.1.

Величина приведенной оптической плотности рассчитывается по формуле:

где А - величину олтичес .: плотности оО- разца,

10 - коэффициент пересчет значений приведенной оптической ппотносги на песку 10 мг,

m - масса навески кялкбоопочной смеси, мг.

Пример расчета оптической плотноеги по спектрам приведен на фиг.1.

Недостатком известного способа является возможность стурктурпмх изменопмй при истирании и перемешивании с помощью вибромельницы, длительное время анализа (1,5 ч), необходимость сложного оборудования, большая энергоемкость,

Целью изобретения является упрощение способа и сокращение примени опреде ления степени кристйлпичности.

Поставленная цель достигается дополни гельным измерением интенсивности потока излучения, пропорционального максимальному значению пропускания образца в области 230-250 см 1, измеряют интенсивность потока излучения пропорционального минимальному значению пропускания образца в области , определяют величину оптической плотности А, для указанных областей, при этом величины оптических плотностей AI и Аа определяют по отношению значений интен- сивностей потоков излучения пропорциональных максимальному п минимальному

пропусканию, процесс измерений проводят с использованием цеолита в виде суспензии п вазелиновом масле, а степень кристалличности определяют из калибровочного гряAI

Фикэ по отношению величин.

AS

Расчет ошических плотностей проводится по следующим формулам:

5

А1Ндф--Я, I мякс VI

где AI - значение оптической плотности сгрук- гурно-чупствительной полосы тг-545 см ,

Гфона } -- интенсивность /иаксимально- го пропускания аналитической полосы г 1-545 в области 600-700 ,

Гма.с )-1 - интенсивность мигималы-юго пропускания аналитической полосы v при 545 см

А2,|д т

Г макс И.

где: - значение оптической плотности полосы внутреннего стандарта (структурно не чувствительной) 1 2мзкс.-450 -480 см ,

Тфсм1ч V-). интенсивность максимального пропускания полосы внутреннего стандарта - 2 о области 230-250 ,

Тмпкс И - интенсивность минимального пропускания полосы внутреннего стандарта в области «150-480 см .

Авторам не известны технические решения, имеющие признаки сходные с отмеченными признаками предполагаемого изобретения.

Предлагаемый способ определения степени кристалличности цеолитов включает следующие операции: 1) равномерное перемешивание пробы цеолита в вазелиновом масле дотюлучения суспензии, 2) перенесение суспензии на пластинки из Csl, 3) запись ИК спектра, 1) расчет значений Лj и А2 по предложенным выше формулам и определение степени кристалличности К (%) по калибровочному графику, 4а) расчет значений AI и А2и К(%)на микрокалькуляторе или персональной ЭВМ. Сущность изобретения поясняется на фиг.2.

Степень кристалличности цеолита в интервале 0-100% может быть определена из

калибровочного графика ( -- ) или выА2

числена по уравнению

А А2

а(К) + Ь.

где AI и А2 - значения оптических плотно- стей аналитической полосы поглощения и полосы поглощения, используемой в качестве внутреннего стандарта 1 2 450-480 . Калибровочный график

представлен на рис.3. Для синтетического цеолита типа ЦВМ ,. .286.

Предлагаемый способ сокращает время проведения анализа по сравнению с прототипом от 1.5 ч до 30 мин и может быть применен для определения степени кристалличности различных типов цеолитов, в том числе и связанных в катализаторах со связующим.

Способ осуществляется следующим образом.

Образец цеолита 10-20 мг осторожно перемешивается с помощью пестика в ступке в 4-5 каплях вазелинового масла (5 10 мас.%). Суспензия с помощью шпателя переносится на пластину из Csl. которая помещается в рабочий канал спектрометра Specord M - 80. Спектр регистрируется в области 700-200 см . Из полученного спек5

0

5

0

трэ определяется Тфона и Тмакс для i i и 1. По предложенным выше формулам рассчитываются значения AI, Aa и Ai/A2. Результаты измерения оптических плотностей, а

5 также степени кристалличности К(%) приведены в таблице.

Формула изобретения Способ определения степени кристалличности цеолитов, заключающийся в том.

0 что измеряют интенсивность потока излучения, пропорционального максимальному значению пропускания образца цеолита в области 400-700 , измеряют интенсивность потока излучения, пропорционального минимальному значению пропускания образца для полосы поглощения 545 см , и определяют величину оптической плотности AI, отличающийся тем. что с целью упрощения способа и сокращения времени определения, дополнительно измеряют интенсивность потока излучения, пропорционального максимальному значению пропускания образца в области 230- 250 см , измеряют интенсивность потока излучения, пропорционального минимальному значению пропускания образца в области 450-480 см . определяют величину оптической плотности А2 для указанных областей, при этом величины оптических плотностей AI и А2 определяют по отношению значений интенсивностей потоков излучения, пропорциональных максимальному и минимальному пропусканию, процесс измерений проводят с использованием цеолита

5 в виде суспензии в оазелиновом масле, а степень кристалличности определяют из калибровочного графика по отношению величин Ai/A2.

Т.макс.

70

60 50

40 31,

iU 1C

Сущность изобретения: определяют отношение оптической плотности полосы поглощения при 545 к оптической плотности полосы поглощения внутреннего стандарта в области 450-480 и используют образец цеолита в виде суспензии в вазелиновом масле. 3 ил., 1 табп.

80C

7CO

т, .

; С 80 7с

60 оО 40

1(.

7-..L

еэо

400

00

, GM-I

Фиг-1

КГ Л о

400

зос

) с--1

L.

Фиг. 2.

J;/A2

С.70.6 0.5 - 0.4

C.3 С.Ј

гс

ьС

Фиг 3

ICC

к,