Ch.2_Dieu che xuc tac_23.08.10_07.09.11

CHƯƠNG CHẾ TẠO XÚC TÁC Lời nói đầu Xúc tác dị thể loại vật liệu rắn đa dạng, yêu cầu tính chất đặc thù Về mặt thành phần hóa học chúng ôxit kim loại hỗn hợp ôxit hay phi kim, ví dụ ôxit nhôm (alumina), ôxit hỗn hợp nhơm silic (aluminosilicat), than hoạt tính Chúng thường ôxit không gặp kim loại quý Pt, Pd, Rh, Ag gần Au Các kim loại chuyển tiếp trạng thái kim loại gặp trừ Fe, Ni Về mặt thành phần pha, chúng vơ định hình, pha tinh thể hay pha khác Ví dụ, ta gặp aluminosilicat vơ định hình phản ứng tổng hợp hữu khối lượng xúc tác Al-Silicat lớn lại tinh thể dùng lọc dầu (xúc tác cracking) Về mặt hình thái học chúng hạt cầu, dạng viên hình trụ, dạng mảnh, dạng khối rỗng (monolit) (sử dụng bồn phản ứng dạng cột, xúc tác lớp đệm cố định tầng sôi), dạng bột (nếu sử dụng hệ bồn phản ứng pha lỏng khuấy trộn khí tạo huyền phù) , chúng rỗng đặc Về độ phân tán chúng có bề mặt lớn nhỏ Ví dụ ta thường gặp -Al2O3 với bề mặt riêng lên tới 200-300 m 2/g lại gặp - -Al2O3 có bề mặt vài tới chục m 2/g Rồi cịn tính chất lí tính chịu mài mịn, tính chịu nhiệt, dẫn nhiệt Các tính chất quan trọng chất xúc tác định hiệu kinh tế sử dụng chúng công nghiệp hoạt độ, độ chọn lọc, độ bền khả tái sinh chúng Do tính chất phụ thuộc chủ yếu vào thành phần phương pháp chế tạo chất xúc tác, sở khoa học công nghệ tổng hợp xúc tác coi vấn đề quan trọng có ý nghĩa thực tế lớn Do tính đặc thù loại xúc tác nên sử dụng xúc tác đem lại hiệu lớn, điều chế xúc tác đối tượng mang tính kinh nghiệm, khơng thể có lí thuyết chung cho tất loại xúc tác Xúc tác thơng thường (trừ nhóm nhỏ xúc tác kim loại hay hợp kim không gần khơng có chất mang) gồm hai phần chính: chất mang pha hoạt động, ngồi cịn chất cho thêm với chức khác tăng hoạt tính, tăng độ chọn lọc, tăng độ bền xúc tác điều kiện khắc nghiệt phản ứng Có thể nói, chế tạo xúc tác chế tạo loại vật liệu đặc biệt với yêu cầu cao loạt tính chất Để chế tạo xúc tác công nghiệp ứng dụng phải qua ba giai đoạn bao gồm nhiều bước thực nghiệm, có nhiều bước phải nhắc lại nhiều lần Giai đoạn đầu chế tạo quy mô phịng thí nghiệm Sau cân nhắc sàng lọc sơ (về khía cạnh tài liệu, lí thuyết) thành phần xúc tác tương lai cho phản ứng dự kiến cần làm thí nghiệm sàng lọc để chọn thành phần xúc tác có triển vọng (về khía /storage1/vhost/convert.123doc.vn/data_temp/document/kwd1647666711-1367761-16476667116822/kwd1647666711.doc cạnh hoạt tính độ chọn lọc) Tiếp theo cần xác định thành phần cho thêm (chất biến tính) để nâng cao tính chất cần có xúc tác (độ chọn lọc, khả chống độc, độ bền cơ-lí, bền nhiệt, thời gian sống, khả tái sinh …) Sau phải thống với phía sản xuất kĩ thuật phản ứng để lựa chọn cấu trúc xốp, kích thước hình dạng thích hợp cho kĩ thuật phản ứng xúc tác sử dụng cho phản ứng xúc tác dự kiến Các bước thường thực giai đoạn PTN pilot Trong giai đoạn này, nhiều phải thay đổi quy trình điều chế vật liệu để đạt thay đổi cần thiết đó, ví dụ: thay xúc tác dạng bột áp dụng bồn phản ứng dạng mẻ khuấy trộn hoàn toàn thay xúc tác dạng hạt áp dụng thiết bị phản ứng với tầng cố định xúc tác phải điều chế dạng hạt có kích thước hình dạng đáp ứng u cầu chuyển khối (hình dạng, kích thước hạt, độ xốp lớn, kích thước phân bố mao quản phù hợp …), độ bền cơ-lí, tính chất nhiệt … Đến giai đoạn cuối áp dụng công nghiệp, nghiên cứu chủ yếu mang tính hiệu chỉnh để hồn thiện Hình 3.1 Các dạng viên xúc tác ép đùn, có khơng có lỗ [Cơng ty Haldor Topsøe A/S, Denmark) – hãng xúc tác cho Đạm Phú Mĩ-Việt Nam] Hình 3.1a Các hình dạng xúc tác cơng nghiệp (J Hagen, Ind Cat A Practical Approach, Wiley-VCH, 2006) Như vậy, ta thấy để có xúc tác dùng phải sử dụng hàng loạt công cụ, phương pháp, từ lí thuyết đến thực nghiệm để chế tạo vật liệu dự kiến; đo đạc, đánh giá tính /storage1/vhost/convert.123doc.vn/data_temp/document/kwd1647666711-1367761-16476667116822/kwd1647666711.doc chất sản phẩm, tìm quy luật liên hệ điều kiện điều chế với tính chất sản phẩm để sở hiệu chỉnh bước lặp lại sau; cuối áp dụng kĩ thuật tạo hình để thu xúc tác dạng ứng dụng kĩ thuật phản ứng cụ thể Chương chủ yếu đề cập đến phương pháp chế tạo vật liệu, phương pháp đo đạc đặc trưng vật liệu kĩ thuật phản ứng áp dụng để đo-tính hoạt tính, độ chọn lọc xúc tác đề cập Chương XX Quá trình chế tạo chất xúc tác phổ biến bao gồm giai đoạn sau: 1) Điều chế chất mang hay xúc tác dạng tiền chất Ở ta gặp chủ yếu phương pháp tổng hợp vật liệu vô Chúng hóa học dung dịch, hóa-nhiệt, gặp luyện kim phương pháp vật lí Sản phẩm giai đoạn thường tiền chất cần xử lí tiếp, đơi sản phẩm (trường hợp xúc tác kim loại xúc tác hợp kim) 2) Chuyển hóa tiền chất thành pha xúc tác hoạt động Từ chất ban đầu, cách phân hủy nhiệt, kiềm hóa phương pháp khác, loại bỏ chất thừa Sau giai đoạn chất xúc tác tồn pha hoạt tính Khi phân hủy muối kim loại Cr, Al, Ti hình thành oxit khó khử, cịn xử lý nhiệt muối Co, Ni, Fe số kim loại khác – hình thành oxit dễ khử 3) Thay đổi thành phần xúc tác tương tác với môi trường tác dụng điều kiện phản ứng Ví dụ xúc tác ơxit Fe môi trường phản ứng tổng hợp amôniăc bị khủ thành pha hoạt động -Fe 4) Định hình dạng ứng dụng viên cầu, dạng ép đùn, dạng đục lỗ v.v Dưới số hình dạng xúc tác thường gặp thực tế Các dạng chất xúc tác phân loại theo phương pháp điều chế, có lưu ý đến đặc điểm phương pháp chế tạo lẫn chất hóa học chất xúc tác Trên sở này, chất xúc tác chia thành dạng theo phương pháp chế tạo sau: (1) kết tủa, (2) xúc tác chất mang, (3) xúc tác điều chế trộn học, (4) nóng chảy, (5) kết tinh, tạo khung, (6) xúc tác có nguồn gốc tự nhiên, xúc tác hữu Trong xúc tác vật liệu-chất mang đóng vai trị quan trọng Có thể nói phần lớn xúc tác (trừ nhóm nhỏ xúc tác kim loại-hợp kim, ví dụ xúc tác Pt để ôxi hóa amôniăc công nghiệp HNO3, xúc tác Fe tổng hợp amôniăc) chế tạo dạng pha hoạt động mang chất mang, thường vật liệu “trơ” có bề mặt lớn Chất mang Pha hoạt động xúc tác thường hạt kim loại (đơi ơxit) nhỏ, kích thước cấp độ nguyên tử hay cụm nguyên tử, chúng có xu tự co cụm bị kết dính lại với tạo thành hạt lớn, có diện tích bề mặt nhỏ (bị thiêu kết) làm giảm hoạt tính xúc tác Điều trở nên mạnh mẽ điều kiện nhiệt độ cao thiết bị phản ứng công nghiệp Để giảm tượng người ta thường thêm phụ gia ổn định cấu trúc, /storage1/vhost/convert.123doc.vn/data_temp/document/kwd1647666711-1367761-16476667116822/kwd1647666711.doc ví dụ ơxit nhơm xúc tác Fe-tổng hợp amơniăc Cũng chống tượng thiêu kết cách phân tán hạt pha hoạt động vào vị trí hang hốc chất mang Các vật liệu làm chất mang thường ôxit chịu nhiệt, bền hóa học, có bề mặt lớn (đơi cần bề mặt nhỏ trường hợp -Al2O3 xúc tác hyđrơ hóa chọn lọc axetylen) Thường gặp ơxit nhơm-alumina, ơxit silic-silica than hoạt tính, ôxít khác magnesia, titania, zirconia, kẽm oxit, carbua silic zeolit sử dụng ứng dụng cụ thể Trong số trường hợp, xúc tác làm việc dịng khí nóng thay đổi (như xúc tác xử lí khí thải ơtơ, lị đốt) thường chế tạo dạng khối đục nhiều lỗ nhỏ viên gạch rỗng (monolit), thực chất khối vật liệu mang chế tạo từ sét nung cơng nghệ gốm ép đùn, sau chúng tẩm lớp đệm chịu nhiệt tẩm pha hoạt động lên Bảng 3-1 cho ta tranh loại vật liệu mang lĩnh vực áp dụng Bảng 3-1 Các chất mang xúc tác thường gặp ứng dụng Chất mang -Alumina, Al2O3 -Alumina -Alumina Silica, SiO2 Titania, TiO2 Than hoạt tính 1.1 Pha xúc tác CoMoS, NiMoS, NiWS Pt, Pt-Re Pt, Rh, Pd Cu-ZnO Cu-ZnO Ni TiO2 Pd, Pt, Ru, Rh Cr2O3, Pt Pd CuCl2 Pt Ni Ag CrOx H3PO4 V2O5 V2O5 Pd, Pt Ứng dụng (English) Xử lí H2 (Hydrotreating) Reforming Xử lí khí thải ơtơ (Automotive exhaust cleaning) Tổng hợp metanol Chuyển hóa nước (Water gas shift reaction)??? Chuyển hóa nước (Steam reforming) Khử nước-đehyđrat hóa (Dehydration) Hyđrơ hóa (Hydrogenation) Khử hyđrơ-đehyđrơ hóa (Dehydrogenation) Khử HCl (Dehydrochlorination) Ơxi clo hóa (Oxychlorination) Reforming (Reforming, isomerization) Chuyển hóa nước (Steam reforming) Epoxi hóa (Epoxidation) Polime hóa (Polymerization) Hợp nước (Hydration) Ơxi hóa (Oxidation) DeNOx Hyđrơ hóa (Hydrogenation) Silica Silica thường sử dụng mang xúc tác làm việc nhiệt độ khơng cao (dưới khoảng 300oC), phản ứng hyđrơ hóa, polyme hóa số phản ứng ơxi hóa Từ silica, điều chế vật liệu có hệ lỗ xốp, có kích thước hạt, bề mặt riêng theo yêu cầu ứng dụng khác So với alumina, silica chịu nhiệt hơn, ngồi có xu tương tác với nước nhiệt độ cao để tạo nhóm hydroxyl bề mặt, dễ bị bay hơi, yếu điểm hạn chế ứng dụng silica Có hai phương pháp để chế tạo silica: kết tủa từ dung dịch kĩ thuật sol–gel tạo silica dạng xerogel đốt tạo fumed silica /storage1/vhost/convert.123doc.vn/data_temp/document/kwd1647666711-1367761-16476667116822/kwd1647666711.doc Trong kĩ thuật sol–gel, dung dịch silca nguồn silicat, thủy tinh lỏng, có độ kiềm cao (pH  12) trộn với tác nhân axit (axit sulfuric) Ở pH thấp, ion silicat chuyển thành monome dạng Si(OH)4 sau polymer hóa tạo hạt silica dạng keo tập hợp lại tạo hydrogel (gel ngậm nước) có cấu trúc hình cầu nối tạo mạng lưới không gian Các ion Na sulfat rủa nước Sau sấy tiến hành nhiệt độ không cao (150–200oC) ta thu silica dạng xerogel, có cấu trúc khơng gian xốp tạo thành cầu nhỏ nối Nhờ không gian rỗng hạt cầu nhiều cầu, vật liệu có khả hấp phụ nước tốt, độ hấp phụ thường 5–10% khối lượng khô silica Xerogel loại bền học, thường thiếu lỗ xốp lớn dẫn tới hấp phụ nhanh làm giảm áp bồn phản ứng Khi nghiền thành bột ta dùng chất kết dính để tạo hạt ép đùn thành viên khối theo yêu cầu ứng dụng Cấu trúc hệ lỗ xốp silica phụ thuộc vào kích thước cầu Si(OH) cách thức chúng polymer hóa tạo cấu trúc khơng gian, ngồi dung dịch giàu chất điện li có tác động định lên cấu trúc, kể cơng đoạn rủa Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ sản xuất silica fumed [H Jacobsen & P Kleinshmit, in Handbook of Heterogeneous Catalysis (Ed G Ertl, H Knözinger & J Weitkamp) (1997), VCH, Weinheim] Phương pháp chế tạo thứ hai đốt lò phản ứng chuyên dụng Đây phương pháp linh hoạt sử dụng để sản xuất nhiều loại oxit khác có bề mặt riêng lớn tới lớn So với xerogel fumed silica có ưu tính chất học độ tinh khiết Nguyên liệu để sản xuất fumed silica SiCl 4, chất lỏng, có khả bay thủy phân mạnh khơng khí Trong dây chuyền sản xuất SiCl cho bay hơi, trộn với khơng khí hyđrơ đưa vào lị đốt, sản phẩm tạo hạt aerosol SiO2 có kích thước nano HCl HCl rủa nước không khí lị tầng sơi Sản phẩm silica loại có khối lượng riêng nhỏ, nén lại trước tạo viên hay tạo hình khối Trong trình đốt kích thước hạt silica kiểm sốt thông số nhiệt độ đốt, tỷ lệ H2/O2 hàm lượng SiCl4 nhiên liệu, thời /storage1/vhost/convert.123doc.vn/data_temp/document/kwd1647666711-1367761-16476667116822/kwd1647666711.doc gian lưu sản phẩm lửa Hình 3.2 sơ đồ trình, Bảng 3.2 vài tính chất fumed silica Bảng 3.2 Một số tính chất fumed silica [Tài liệu trên] Diện tích bề mặt riêng oxit ban đầu (m2 g–1) Diện tích bề mặt riêng vật liệu sau đóng viên (m g–1) Thể tích xốp (cm3 g–1) Kích thước mao quản nhỏ (nm) Vùng kích thước 90% lỗ xốp (nm) Độ cứng (N) 50 45 0,6 10–40 125 130 110 0,8 10–40 60 200 160 0,75 10–30 60 300 230 0,8 7–25 80 Silica fumed với diện tích bề mặt riêng 300 m2 g–1 hạt rắn có kích thước nm trở lên khơng có hệ micropor Các hãng sản xuất silica fumed tiếng Degussa’s Aerosil, Cabot’s Cabosil, Sika Silica fumed cịn nhiều ứng dụng mạnh ngồi lĩnh vực xúc tác vật liệu cách nhiệt, phụ gia beton … Hình 3.3 Bề mặt crystoballite giống bề mặt silica [Concepts of Modern Catalysis and Kinetics, I Chorkendorff, J.W Niemantsverdriet, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co KGaA, Weinheim, 2003, p.192] Về cấu trúc, silica vật liệu vơ định hình, nhiên, bề mặt có trật tự gần định, trật tự giống với khoáng silica tự nhiên -crystoballit (Hình 3.3) Trên bề mặt silica tổng hợp có nhóm OH, mật độ khoảng đến 5,5 nhóm OH nm 2; bề mặt cristoballit giá trị 4,55 OH nm Các nhóm OH bề mặt silica nhóm đầu, cuối nghĩa chúng liên kết với nguyên tử Si Khi đốt nóng nhóm bị dehydroxyl hóa-mất H2O, nhiệt độ cao nhóm OH độc lập 1.2 Alumina (Alumin, Ơxit nhơm) Alumina chất mang, xúc tác, phổ biến Đó nhờ độ bền nhiệt, độ bền lí cao vật liệu, ngồi cịn nhiều tính chất kì thú khác (tính axit, bazơ, chí bán dẫn) Về mặt cấu trúc alumina có nhiều dạng thù hình, nhiên cơng nghiệp xúc tác người ta quan tâm ba loại, Al2O3 tinh thể khơng có độ xốp,  Al2O3 khơng tinh thể, có độ xốp, bề mặt lớn Riêng Al2O3 xúc tác cho số q trình, ví /storage1/vhost/convert.123doc.vn/data_temp/document/kwd1647666711-1367761-16476667116822/kwd1647666711.doc dụ sản xuất lưu huỳnh từ H2S (quá trình Claus), alkyl hóa phenol xúc tác đehyđrat hóakhử nước cho axit formic Alumina thường chế tạo cách nung Al(OH) (dạng Gibbsit Bayerit) AlOOH (dạng Boehmit) (xem Hình 3.4) Hình 3.4 Các dạng alumina vùng nhiệt độ bền chúng [Concepts of Modern Catalysis and Kinetics, I Chorkendorff, J.W Niemantsverdriet, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co KGaA, Weinheim, 2003, p.193] Trong tự nhiên phần lớn alumina thấy dạng quặng boxit (theo địa danh Les Baux Pháp, nới lần đầu boxit phát hiện) Thành phần boxit alumina, silica oxit khác, Fe2O3 Tùy nguồn gốc boxit chứa gibbsit (Surinam, Ural), boehmit (Pháp) diaspor (Balkan) Việt Nam có trữ lượng boxit thuộc loại hàng đầu giới, tỷ tấn, công nghiệp alumin Việt Nam khởi động với nhà máy (Tân Rai-Lâm Đồng Nhân Cơ-Đắc Nông), nhà máy công suất 650.000 T/năm alumina Alumina tách khỏi boxit cách nấu với NaOH, tạo dung dịch Na2Al2O4, kết tinh thu Gibbsit Alumina công nghiệp chứa lượng Na định, điều cản trở ứng dụng alumina xúc tác Để tránh kiềm người ta phải điều chế alumina từ alcogolat, ví dụ Al(OC 2H5)3, thủy phân thu boehmit dạng gel, gọi pseudo-boehmit (giả boehmit) Cũng bayerit, dạng thu kết tủa Al(OH) từ muối nhơm, tác nhân kết tủa amoniăc Bayerit hình thành pH cao (~ 12), boehmit pH trung tính Trong dạng alumin có dạng - tinh thể Các dạng khác gọi alumin chuyển tiếp có cấu trúc kiểu spinel có mức độ trật tự khác thường tạo thành lớp Trong cấu trúc spinel, ví dụ MgAl2O4, ion oxy nằm lập phương kiểu fcc, ion Mg /storage1/vhost/convert.123doc.vn/data_temp/document/kwd1647666711-1367761-16476667116822/kwd1647666711.doc nằm tâm tứ diện (tetrahedral), Al nằm tâm bát diện (octahedral) Thông thường mặt tỷ lượng Al 2O3 khơng xác theo cơng thức spinel lí thuyết, ơxit nhơm chuyển tiếp thường có thiếu cation (cation-deficient), có nhiều khiếm khuyết mạng Mặc dù vậy, dùng XRD để kiểm tra alumin mang đặc trưng spinel Về khía cạnh vật liệu mang xúc tác, -Al2O3 có bề mặt lớn (50–300 m2 g–1), lỗ xốp nằm khu vực trung bình (5 đến 15 nm), thể tích lỗ xốp khoảng 0,6 cm g–1, độ bền nhiệt, bền học cao, dễ tạo hình để vo viên ép đùn Độ bền nhiệt -Al2O3 tăng cường thêm cho chất phụ gia La oxit, q trình thiêu kết chuyển pha làm chậm đáng kể Mật độ nhóm hydroxyl bề mặt thường 10 đến 15 nhóm OH nm2 Các tâm đơn tâm bazơ Brønsted (nhận H+), OH chung hai nguyên tử (OH dạng bắc cầu) có tính axit Brønsted (là H+ donor) Ở nhiệt độ cao, xảy đehydroxyl hóa, bề mặt xuất tâm axit Lewis (nhận cặp electron) vị trí Al+ chưa bão hịa (Hình 3.5) Hình 3.5 Các tâm axit bề mặt ôxit nhôm Al2O3 [???] Trong trường hợp silica ta sử dụng hình ảnh cấu trúc bề mặt cristoballit tự nhiên để so với silica, với alumina tương tự Trong trường hợp ơxit nhôm tranh phức tạp mật độ lẫn chất nhóm hydroxyl Các nhóm hydroxyl liên kết với 1, chí ngun tử nhơm (Hình 3.5), điều chứng minh phổ dao động Trong dung dịch Al tồn dạng polyanion mang điện dương pH thấp pH cao mang điện âm, điều dẫn đến khả liên kết linh hoạt với chất tiền xúc tác Dạng ôxit nhôm bền -Al2O3 thường dùng cho trình u cầu nhiệt độ cao, ví dụ chuyển hóa nước (steam reforming, Đạm Phú Mỹ, lọc-hóa dầu), cần bề mặt thấp, ví dụ phản ứng hyđrơ hóa chọn lọc axetylen hỗn hợp với etylen để chống độc cho xúc tác polymer hóa sau 1.3 Carbon (than) hoạt tính Than hoạt tính vật liệu xốp, có bề mặt riêng từ cao đến cao, thường dùng làm vật liệu mang xúc tác chứa kim loại quý phản ứng hyđrô hóa hợp chất hữu cơ, đặc biệt pha lỏng Than hoạt có nhóm chức bề mặt Bản chất mật độ chúng phụ thuộc vào nguyên liệu đầu trình chế tạo Nguyên liệu để sản xuất /storage1/vhost/convert.123doc.vn/data_temp/document/kwd1647666711-1367761-16476667116822/kwd1647666711.doc than hoạt thường nguồn carbon gỗ, than, gáo dừa Bước đầu quy trình sản xuất nhiệt phân nguyên liệu than hóa nhiệt độ 400-500oC, sau hoạt hóa mơi trường khí trơ, CO 2, nước ôxi nhiệt độ khoảng 800 đến 1000oC Bề mặt riêng than hoạt từ 300, đạt tới 4000 m g–1, phổ biến xung quanh 1000 m2/g với phần lớn lỗ xốp loại nhỏ 1nm [Adsorbents: Fundamentals and Applications, Eds: Ralph T Yang, Dwight F Benton, John Wiley & Sons, Inc., Publication, 2003, Ch.5] Nhiệt độ xử lý cao q trình graphit hóa mạnh dẫn đến giảm diện tích bề mặt riêng Ưu điểm than hoạt bề mặt lớn nên phân tán kim loại quý tốt, trơ mặt hóa học, dễ dàng thu hồi kim loại quý tái sinh Than hoạt thường ưu tiên làm vật liệu mang cho xúc tác chứa kim loại quý trình hyđrơ hóa nhiệt độ thấp, phản ứng pha lỏng Chức than hoạt tính (THT) làm vật liệu hấp phụ, sử dụng để làm khí, nước, chất lỏng để loại bỏ tạp chất hữu cơ, chất mang màu, chất độc Các đặc trưng than hoạt vật liệu hấp phụ khác nêu chi tiết phía sau, đặc trưng ứng dụng quan trọng bậc diện tích bề mặt riêng kích thước phân bố lỗ xốp theo kích thước (Hình 3.6) Hình 3.6 Kích thước lỗ xốp phân bố lỗ theo kích thước (PSD) than hoạt tính, silica gel, alumina hoạt tính, rây phân tử carbon (MSC), zeolit 5A [Yang, 1997, in lại từ Ralph T Yang, Dwight F Benton, John Wiley & Sons, Inc., Publication, 2003, Ch.5] Bảng 3.3 Thể tích lỗ xốp (cm3/g) phân bố lỗ xốp (PSD) loại THT từ nguyên liệu khác Nguồn carbon Antraxit Bitum Lignit Mao quản nhỏ (Micropore) 0,51 0,43 0,22 Mao quản trung bình (Mesopore) 0,07 0,17 0,58 Mao quản lớn (Macropore) 0,11 0,26 0,33 /storage1/vhost/convert.123doc.vn/data_temp/document/kwd1647666711-1367761-16476667116822/kwd1647666711.doc Hệ thống lỗ xốp (mao quản) THT, nhiều loại vật liệu hấp phụ xốp khác, thường phân nhánh phức tạp Có thể hình dung hệ thống mao quản tương tự hệ mạch máu người, mao quản lớn, có lỗ/cửa thơng với khơng gian bên ngồi, tương tự động/tĩnh mạch chủ Đây các lối vào phân tử chất bị hấp phụ, chúng có chức làm đường dẫn vận chuyển chất vào sâu bên hạt gọi mao quản lớn (macro pores) Các mao quản nhỏ xuất phát từ mao quản lớn tiếp thục phân nhánh thành mao quản nhỏ gọi mao quản trung bình (meso pores) vi mao quản (micro pores), vi mao quản ngõ cụt, có lối vào/ra thơng qua mao quản trung bình Đường phân bố thể tích lỗ xốp theo kích thước mao quản THT thơng dụng so sánh với loại chất hấp phụ thông dụng khác cho Hình 3.6 Các lỗ lớn thường có kích thước micromet, với THT dùng pha lỏng phần lớn phải có kích thước từ 30Å trở lên, cịn pha khí từ 10 đến 25 Å Với mao quản kích thước nhỏ phân bố lỗ xốp đo kĩ thuật hấp phụ [Rodriquez–Reinoso and Linares–Solano, 1986] Thể tích lỗ xốp phân bố lỗ xốp tạo điều khiển kĩ thuật khí hóa dùng tác nhân khác ơxi hóa khác (Bảng 3.4), chất q trình hoạt hóa than nêu Bảng 3.4 Tốc độ tương đối trình khí hóa than với tác nhân khác (ở điều kiện 800 ◦C 0,1 atm) Tốc độ tương đối C + O2 ⇒ CO2 × 105 C + H2O ⇒ CO + H2 C + CO2 ⇒ 2CO Các tính chất vật lí THT cần biết khối lượng riêng khối, khối lượng riêng thực (hoặc khối lượng riêng theo heli (đo hấp phụ heli)), khối lượng riêng hạt, phân bố kích thước hạt, tổn thất áp qua cột lọc, tính chất học Có thể tham khảo tiêu chuẩn Mỹ (ASTM tests) Các tính chất độ bền học bao gồm số mài mòn, thước đo độ thay đổi kích thước hạt trung bình điều kiện làm việc biểu diễn %, đo cách đo mẫu trước sau rung mạnh mẫu hạt THT phút với bi thép Quan trọng đặc trưng hấp phụ Khả hấp phụ THT thương mại đánh giá qua khả hấp phụ hóa chất chuẩn điều kiện chuẩn Đối với hấp phụ pha khí thường tác nhân bị hấp phụ dùng để đo CCl 4, để đánh giá hấp phụ pha lỏng dùng dung dịch iot dịch rỉ đường Số Carbon Tetraclorua số Butan: Số carbon tetraclorua theo ASTM D3467-99 khả hấp phụ CCl4 cực đại pha Với THT dạng hạt số carbon tetraclorua thường 60, có nghĩa 60% tính theo khối lượng (wt./wt.) Tương tự số butan dùng n-butan làm thị (ASTM D5228-92) Gần suy số CCl4 cách nhân số butan với 2,55 Số Iot: Số iot lượng iot (tính milligram) hấp phụ đơn vị khối lượng THT bột (1 gram), thực nghiệm tiến hành với dung dịch nước 0,02 N I (ASTM D460710 /storage1/vhost/convert.123doc.vn/data_temp/document/kwd1647666711-1367761-16476667116822/kwd1647666711.doc ... Ru Pd tạo thành chịu ảnh hưởng kỹ thuật tổng hợp; chúng bị che lấp phần, bao bọc chất mang silica, bề mặt hạt kim loại bị silic ôxit che phủ phần Nhờ bị bao bọc mà hạt kim loại bền vững với thiêu... chúng tham gia vào trình xúc tác Khi sử dụng dung dịch muối đậm đặc để tẩm phần hẹp lỗ xốp bị muối che phủ Để phủ nên chọn chất mang đa xốp với lỗ xốp lớn để chuyển tải tốt bề mặt nội phát triển... không rửa, điều chế kết tủa amoniac dung dịch muối nitrat, ion NO 3tồn dạng tinh thể NH4NO3 anion chen vào cấu trúc phần tủa Rửa kết tủa 5mL H2O/g giảm hàm lượng NO3- xuống đến 17%, không làm thay