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在合成沸石的制造过程中,奥林巴斯X射线衍射分析仪(XRD)可以迅速方便地对合成沸石进行定性和定量分析。


镍红土地质学


在合成沸石的制造过程中,奥林巴斯的TERRABTX II X射线衍射分析仪(XRD)可以迅速方便地对合成沸石进行定性和定量分析。这些XRD设备可以在生产制造的过程中对浆液材料进行分析,然后,化学专家和工艺工程师可以根据分析的结果,几乎实时地做出明智的决定,从而可以节省操作时间,降低生产成本。虽然本文讲述的是合成沸石,实际上奥林巴斯的XRD分析仪可以在很多制造商品的中游生产过程中对产品进行分析,其中包括对药品的分析。

合成沸石的制造

合成沸石是一种铝硅酸盐化合物,这种化合物有很多家用和工业方面的用途,其中包括(但不限于):

  • 洗涤剂
  • 水的净化
  • 催化剂
  • 非结块猫砂
  • 太阳能集热器和吸附式制冷系统

制造合成沸石的过程需要花费很多小时和大量的能源。由于能源消耗的成本很高,因此在制造过程中节省每一个小时,都会为制造商降低总体生产成本。

奥林巴斯XRD分析仪的优势特性

由于生产最终产品所需的时间可能会有所不同,因此化学专家和工程师在生产过程中获得实时XRD数据,对于了解何时结束生产过程,就变得非常重要。获得了XRD数据,他们就可以完成以下工作:

  • 确定生产过程是否已经完成,或者确定是否可以更早结束生产过程
  • 评估是否需要优化生产过程(例如:添加更多的原料)

在实验室进行的传统XRD分析需要使用大样本,这些样本要花费很长时间才可以晾干,因此会减缓整个生产过程。而使用奥林巴斯的XRD分析仪,只需15毫克样本就可以进行分析,因此可以加快整个生产进程。奥林巴斯XRD分析仪的优势特性如下所述:

  • 可以分析浆液材料
  • 只需15毫克的小样本:取出少量样本涂抹到样品托板上,稍等片刻,待样本晾干后,就可以进行分析
  • 操作起来非常方便,不需要技能熟练的专业技术人员
  • 无需持续维护:XRD分析仪可以持续工作,很少出现停工现象

合成沸石生产厂的案例研究

下面的数据来自合成沸石制造厂,他们生产合成沸石的过程一般需要5个小时。不过,这个过程通常可以更快地完成。

在生产过程进行到1.5小时后,取出样本,将样本涂抹到托板上,等待3分钟样本晾干后,就可以使用奥林巴斯BTX II XRD分析仪对样本进行分析。然后将这个样本与理想的最终产品进行比较(图1)。图1中的XRD衍射图案显示这个样本与最终产品不匹配,说明生产过程还没有完成。因此需要继续进行生产。

在生产过程进行到2.5小时后,取出第二份样本,经过简单的准备后,使用BTX II XRD分析仪进行分析。结果表明第二个样本与理想的产品相匹配,即使分析使用的时间很短(图2)。根据这个分析结果,用户可以在生产了2.5小时后(较预计的5小时生产时间提前了2.5小时),结束生产过程,从而降低了生产成本。

合成沸石的衍射图案

图1. 合成沸石的衍射图案:蓝色图案代表理想的最终产品,红色图案代表在生产了1.5小时后取出并分析的样本。对比两个图案后,可以得出以下结论:在生产了1.5小时后,产品的生产过程没有完成,需要继续进行生产。

使用不同的分析时间对生产了2.5小时的样本进行分析所得到的数据对比图表

图2. 使用不同的分析时间对生产了2.5小时的样本进行分析所得到的数据对比图表。即使对样本进行很短的分析,用户也可以了解到产品的生产过程即将完成。


这个示例表明如何在合成沸石的中游生产过程中使用奥林巴斯的XRD分析仪进行分析。奥林巴斯的XRD分析仪还可以在大量其它产品的中游生产过程对产品进行分析,如:药物和水泥的生产过程。

Olympus IMS
应用所使用的产品

TERRA可移动XRD系统是一款高性能、全封闭、电池操作、封闭声束型手持式XRD,可提供对材料主要成分、次要成分或微量成分进行辨别的全面概括总结,可以通过一次快速XRF扫查对钙和铀元素在被测产品中所占比例进行检测。这种极为简单的独特的采样准备技术以及样件箱体使得快速的现场分析成为可能。
BTX工作台式XRD系统是一款快速、低成本、小脚印、可放于工作台上的XRD,可提供对材料主要成分、次要成分或微量成分进行辨别的全面概括总结,可以通过一次快速XRF扫查对钙和铀元素在被测产品中所占比例进行检测。与耗资极高的大型实验室设备相比,这种极为简单的独特的采样准备技术及样件箱体使得在工作台上的快速的分析成为可能。
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