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奥林巴斯XRD分析仪如何加快合成沸石的制造过程


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
The TERRA Mobile XRD System, a high performing, completely contained, battery operated, closed-beam portable XRD, provides full phase ID of major, minor and trace components with a quick XRF scan of elements Ca – U. Its unique, minimal sample prep technique and sample chamber allow for fast, in-field analysis.
The BTX Benchtop XRD System is a fast, low cost, small footprint, benchtop XRD for full phase ID of major, minor and trace components and quick XRF scan of elements Ca – U. Its unique, minimal sample prep technique and sample chamber allow for fast, benchtop analysis rivaling the performance of large costly lab units.
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