Zeolit (Zeolite) – Bahagian 3: Jenis-Jenis Zeolit

Zeolit dapat dibahagikan kepada dua jenis utama iaitu, zeolit sintetik dan zeolit semulajadi. Ada juga jenis yang dipanggil zeolit sintetik semulajadi dimana zeolit semulajadi disintesiskan mengikut acuan sendiri. Zeolit sintetik ialah zeolit yang disintesis sendiri mengikut resipi atau acuan yang disediakan sendiri yang biasanya dilakukan dalam makmal. Cara untuk mensintesis zeolit sintetik ialah dengan meniru keadaan semujadi yang terdapat dikawasan tempat zeolit semujadi diperolehi. Proses untuk menghasilkan zeolit sintetik memerlukan kehadiran air dan keadaan suhu yang agak tinggi. Keadaan ini dipanggil hydrothermal iaitu keadaan yang wujud disekitar gunung berapi. Proses untuk menghasilkan zeolit sintetik bergantung kepada berbagai-bagai faktor dan juga jenis zeolit yang ingin dihasilkan. Antara faktor yang perlu dititikberatkan bagi mendapatkan hasil yang baik ialah komposisi bahan mentah, masa tindakbalas, kehadiran bahan asing, suhu, masa pertumbuhan kristal dan sebagainya. Apabila parameter-parameter yang ditetapkan dijaga dan diatur dengan teliti, zeolit yang berkualiti dapat dihasilkan. Zeolit sintetik yang mempunyai tahap kekristalan yang tinggi, ketulenan yang tinggi, saiz partikel yang sekata (homogenus) dan juga luas permukaan yang besar dapat dihasilkan sekiranya semua parameter semasa mensintesis zeolit dijaga dengan rapi.

Zeolit semulajadi ialah zeolit yang terhasil secara semulajadi. Proses penghasilan zeolit ini berlaku selama jutaan atau ribuan tahun dan proses ini sangat perlahan. Ia boleh diperolehi dengan kuantiti yang banyak terutamanya dikawasan gunung berapi atau kawasan yang mempunyai air dan juga suhu yang agak tinggi. Kebanyakan daripada zeolit yang digunakan dalam pertanian ialah zeolit semulajadi kerana ianya murah dan mudah diperolehi. Kos zeolit semulajadi jauh lebih murah daripada zeolit sintetik dan keupayaan zeolit semulajadi juga setanding dengan zeolit sintetik. Tidak seperti zeolit semulajadi, kos penghasilan zeolit sintetik sangat mahal kerana ianya melibatkan bahan mentah yang terdiri daripada bahan kimia bagi keperluan sumber kation, silika dan alumina, alatan sintesis yang diperbuat daripada bahan polimer dan juga alatan-alatan yang mahal kerana tindakbalas dalam sintesis zeolit melibatkan suhu yang agak tinggi dan larutan beralkali tinggi.

Bagi mengetahui dengan lebih lanjut berkenaan dengan proses penghasilan zeolit sintetik, penulis menyarankan untuk membaca salah satu hasil kerja penyelidikan yang dijalankan oleh penulis. Penulis pernah terlibat dalam mensintesis zeolit sintetik iaitu zeolit A, X dan Y daripad abu sekam padi sebagai sumber silika.

http://link.springer.com/article/10.1007/s10934-009-9262-y

Banyak perbezaan yang wujud antara zeolit sintetik dan zeolit semulajadi. Antara perbezaan yang paling ketara ialah ketulenan zeolit tersebut. Disebabkan parameter dan bahan mentah bagi penghasilan zeolit sintetik dikawal, ketulenan zeolit sintetik adalah tinggi berbanding zeolit semulajadi. Bagi zeolit semulajadi pula, ia dihasilkan secara semulajadi dan prosesnya perlahan serta keadaan yang tidak terkawal. Dalam penghasilan zeolit semulajadi tersebut, banyak bahan-bahan asing akan berada disekitar kawasan tersebut sehinggakan ia mengganggu proses penghasilan zeolit yang tulen. Dalam penghasilan zeolit sintetik, apabila parameter seperti suhu dan kuantiti bahan mentah tidak dikawal dengan rapi, zeolit yang jenis lain juga akan terhasil. Contoh yang sering berlaku ialah zeolit jenis P turut terhasil semasa proses mensintesis zeolit Y terutamanya apabila jangkamasa tindakbalas yang tidak dikawal. Zeolit P ialah bahan asing yang merendahkan ketulenan zeolit Y yang hendak disintesis. Keadaan ini berlaku disebabkan oleh tindakbalas semasa proses pengkristalan. Banyak lagi faktor yang menyumbang kepada kerendahan ketulenan sesuatu zeolit. Biasanya, zeolit semulajadi mempunyai ketulenan yang rendah disebabkan oleh kehadiran silika, tanah dan juga mineral lain yang wujud disekitarnya. Jadi, apabila hendak menggunakan zeolit yang berketulenan tinggi seperti dalam proses pemangkinan, zeolit sintetik sesuai digunakan.

Daripada segi kos, zeolit sintetik adalah mahal berbanding zeolit semulajadi kerana penghasilan zeolit sintetik memerlukan bahan mentah (bahan kimia) yang tulen seperti natrium aluminat bagi sumber aluminium dan natrium dan juga sumber silika. Alatan yang digunakan semasa proses mensintesis zeolit seperti bikar plastik, pengaduk dan pengacau, ketuhar dan lain-lain juga agak mahal untuk disediakan. Alatan dan bahan kimia yang ingin digunakan bagi menghasilkan zeolit sintetik yang mempunyai ketulenan yang tinggi perlu disediakan mengikut piawaian yang tertentu. Contohnya, dalam penyediaan larutan dan juga semasa pengacauan dibuat, penggunaan bikar gelas tidak sesuai digunakan. Ini ialah kerana larutan yang disediakan melibatkan keadaan beralkali yang tinggi kerana penggunaan garam logam alkali seperti natrium hidroksida (NaOH) atau kalium hidroksida (KOH) akan mengkakis bikar yang diperbuat daripada kaca. Bikar atau mana-mana peralatan yang berkaca akan dikakis oleh larutan beralkali kerana terdapat tindakbalas antara hidroksida dan silika dalam kaca tersebut. Apabila tindakbalas ini berlaku, ia berkemungkinan akan mempengaruhi ketulenan zeolit sintetik yang ingin disintesis. Oleh yang demikian, semasa penghasilan zeolit, peralatan kaca tidak digalakkan dan perlu menggunakan bahan berasaskan plastik atau polimer seperti Teflon atau PTFE (Polytetreaflouroethane) untuk tahan lebih lama dan tahan haba.

Satu kelebihan zeolit sintetik berbanding zeolit semulajadi ialah berkenaan dengan struktur dan sifat-sifat zeolit yang dapat dimanipulasi semasa proses sintesis. Semasa proses mensintesis, parameter-parameter yang tertentu seperti amaun bahan mentah, suhu, masa pertumbuhan dan sebagainya dapat diubah bagi menghasilkan zeolit yang dikehendaki. Contohnya, zeolit yang mempunyai kapasiti penukaran kation (CEC) yang tinggi dapat disintesis daripada nisbah kandungan alumina dan silika bersamaan 1:1. Semasa proses sintesis tersebut juga, keliangan yang wujud dalam struktur zeolit tersebut juga dapat dikawal. Jadi, apabila zeolit yang dihasilkan mempunyai nisbah alumina dan silika yang sama (1:1) dan keliangan yang besar, zeolit ini akan mempunyai nilai CEC yang tinggi dan dengan keliangan yang tinggi, ia dapat menempatkan elemen-elemen yang besar sesuai dengan keliangan tersebut. Dengan sebab itulah, zeolit sintetik banyak digunakan dalam tindakbalas kimia terutamanya sebagai pemangkin untuk mempercepatkan tindakbalas tersebut kerana keliangan dan struktur zeolit tersebut dapat diubah mengikut bahan yang ingin digunakan dalam proses tindakbalas kimia tersebut.

Salah satu kelebihan zeolit semulajadi ialah kapasiti penukaran ion yang tinggi, ini ada kaitan dengan nisbah silika kepada alumina dan juga keliangan rangka zeolit tersebut. Disebabkan oleh proses semulajadi, zeolit semulajadi biasanya akan membentuk aggregat dimana partikel-partikel zeolit akan bergabung antara satu sama lain menghasilkan aggregat yang lebih besar dan ia akan membentuk keliangan yang besar. Dengan adanya keliangan yang besar ini, ia memberikan ruang kepada sesuatu bahan seperti bahan organik untuk berada di liang-liang tersebut secara fizikal dan dipegang oleh kerangka zeolit. Kapasiti penukaran kation adalah tinggi berbanding zeolit sintetik kerana zeolit semulajadi mempunyai keliangan yang besar yang dapat menempatkan kation-kation yang bersaiz besar. Walaupun ketulenan dan kekristalan zeolit semujadi yang agak rendah berbanding zeolit semulajadi, ia mempunyai kelebihan lain iaitu zeolit ini boleh diperolehi dengan banyak dan murah. Dengan sebab itulah, zeolit semulajadi sesuai digunakan dalam bidang pertanian seperti bahan tambah dalam baja kerana ia diperlukan dengan banyak terutamanya dalam sektor perladangan.

 

This entry was posted in Zeolit. Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

*
To prove you're a person (not a spam script), type the security word shown in the picture.
Anti-Spam Image