(LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu tổng hợp xúc tác lai cho phản ứng đồng phân hóa n c6

MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG - TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu phản ứng đồng phân hóa 1.1.1 Các phản ứng xảy q trình đồng phân hóa n-parafin 1.1.2 Đặc điểm nhiệt động học 1.1.3 Cơ chế phản ứng đồng phân hóa 1.1.4 Các yếu tố ảnh hƣởng đến q trình đồng phân hóa 13 1.1.5 Chất xúc tác cho trình đồng phân hóa 16 1.2.Vật liệu mao quản trung bình 19 1.2.1.Giới thiệu chung vật liệu mao quản trung bình 19 1.2.2 Vật liệu mao quản trung bình họ M41S 20 1.2.3.Vật liệu mao quản trung bình phi Silica 20 1.2.4 Vật liệu xốp trung bình SBA - 15 21 1.2.5 Cơ chế hình thành SBA-15 22 1.3 Giới thiệu xúc tác SO42-/ZrO2 24 1.3.1 Giới thiệu nguyên tố Zirconi (Zr) Zirconi đioxit (ZrO2) 24 1.3.2.Tính chất super axit rắn 26 CHƢƠNG - CÁC PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 28 2.1.Quá trình điều chế xúc tác 28 2.1.1.Hóa chất thiết bị cần thiết 28 2.1.2.Điều chế xúc tác 28 2.2 Các phƣơng pháp nghiên cứu đặc trƣng xúc tác 30 2.2.1 Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 30 2.2.2 Phổ hồng ngoại (IR) 32 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 2.2.3 Phƣơng pháp giải hấp NH3 theo chƣơng trình nhiệt độ (TPD-NH3) [1] 33 2.2.4 Phƣơng pháp hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscopy–SEM) 35 2.2.5 Phƣơng pháp tán sắc lƣợng tia X (Energy-Dispersive X-ray - EDX) 36 2.2.6 Phƣơng pháp xác định diện tích bề mặt riêng theo BET 37 2.2.7 Phƣơng pháp đo phân bố lỗ xốp 39 2.2.8 Phƣơng pháp sắc kí khối phổ (GC-MS) [13] 40 2.2.9 Phƣơng pháp đánh giá hoạt tính xúc tác 41 CHƢƠNG - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 45 3.1 Tổng hợp đặc trƣng vật liệu SBA-15 45 3.2 Tổng hợp vật liệu xúc tác Zirconi oxit sunfat hóa SBA-15 46 3.2.1 Kết nhiễu xạ tia X 46 3.2.2 Kết phổ hồng ngoại 50 3.2.3 Kết giải hấp theo chƣơng trình nhiệt độ TPD-NH3 52 3.2.4 Kết phƣơng pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 54 3.2.5 Nghiên cứu khả xúc tác cho phản ứng đồng phân hóa n-hexan (n-C6) 55 3.3 Tổng hợp xúc tác lai Fe/(SO42 ZrO2/SBA-15) 62 3.3.1 Kết nhiễu xạ tia X 62 3.3.2 Kết phổ hồng ngoại 63 3.3.3 Kết giải hấp theo chƣơng trình nhiệt độ TPD-NH3 63 3.3.4 Kết phƣơng pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 65 3.3.5 Kết phổ tán xạ lƣợng tia X (EDX) 65 3.3.6 Kết xác định bề mặt riêng theo BET phân bố lỗ xốp 66 3.3.7 Nghiên cứu khả xúc tác cho phản ứng đồng phân hóa n-hexan (n-C6) 68 KẾT LUẬN 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mơ cấu trúc vật liệu xốp MCM-41 (a) MCM-48, SBA-15 (b) MCM-50 (c) 20 Hình 1.2 Sơ đồ mơ tả chế hình thành khn vật liệu mao quản trung bình phi silica 21 Hình 1.3 Cấu trúc SBA-15 22 Hình 1.4 Mơ hình chế hình thành SBA-15 (cách thứ nhất) 23 Hình 1.5 Mơ hình chế hình thành SBA-15 (cách thứ hai) 24 Hình 1.6 Một số dạng tinh thể ZrO2 25 Hình 1.7 Mơ hình cấu trúc siêu axit SO42 ZrO2 27 Hình 2.1 Sự phản xạ tia X mặt tinh thể 31 Hình 2.2 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc P/V(Po-P) vào P/Po 39 Hình 2.3 Thiết bị tiến hành phản ứng isome hố n-hexan pha khí 44 Hình 3.1 Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen (XRD) góc hẹp mẫu SBA-15 45 Hình 3.2 Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen (XRD) góc lớn mẫu 8% SO42 ZrO2 46 Hình 3.3 Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen (XRD) góc lớn mẫu 10% SO42 ZrO2 47 Hình 3.4 Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen (XRD) góc lớn mẫu 15% SO42 ZrO2 47 Hình 3.5 Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen (XRD) góc hẹp mẫu 8% SO42 ZrO2 48 Hình 3.6 Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen (XRD) góc hẹp mẫu 10% SO42 ZrO2 48 Hình 3.7 Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen (XRD) góc hẹp mẫu 15% SO42 ZrO2 49 Hình 3.8 Hình ảnh phổ hồng ngoại mẫu 8% SO42 ZrO2 50 Hình 3.9 Hình ảnh phổ hồng ngoại mẫu 10% SO42 ZrO2 50 Hình 3.10 Hình ảnh phổ hồng ngoại mẫu 15% SO42 ZrO2 51 Hình 3.11 Giản đồ TPD-NH3 mẫu xúc tác 8% SO42 ZrO2/SBA-15 53 Hình 3.12 Giản đồ TPD-NH3 mẫu xúc tác 10% SO42 ZrO2/SBA-15 53 Hình 3.13 Giản đồ TPD-NH3 mẫu xúc tác 15% SO42 ZrO2/SBA-15 54 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Hình 3.14 Hình ảnh SEM mẫu xúc tác 10% SO42 ZrO2/SBA-15 54 Hình 3.15 Kết phân tích GC-MS sản phẩm đồng phân hóa n-hexan sử dụng xúc tác 10% SO42 ZrO2 150oC 55 Hình 3.16 Kết phân tích GC-MS sản phẩm đồng phân hóa n-hexan sử dụng xúc tác 10% SO42 ZrO2 200oC 56 Hình 3.17 Kết phân tích GC-MS sản phẩm đồng phân hóa n-hexan sử dụng xúc tác 10% SO42 ZrO2 250oC 57 Hình 3.18 Kết phân tích GC-MS sản phẩm đồng phân hóa n-hexan sử dụng xúc tác 8% SO42 ZrO2 150oC 59 Hình 3.19 Kết phân tích GC-MS sản phẩm đồng phân hóa n-hexan sử dụng xúc tác 10% SO42 ZrO2 150oC 60 Hình 3.20 Kết phân tích GC-MS sản phẩm đồng phân hóa n-hexan sử dụng xúc tác 15% SO42 ZrO2 150oC 61 Hình 3.21 Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen (XRD) mẫu Fe/( SO42 ZrO2/SBA-15) 62 Hình 3.22 Hình ảnh phổ hồng ngoại mẫu Fe/( SO42 ZrO2/SBA-15) 63 Hình 3.23 Giản đồ TPD-NH3 mẫu xúc tác Fe/( SO42 ZrO2/SBA-15) 64 Hình 3.24 Hình ảnh SEM mẫu xúc tác Fe/( SO42 ZrO2/SBA-15) 65 Hình 3.25 Phổ EDX SEM tƣơng ứng mẫu xúc tác Fe/( SO42 ZrO2/SBA-15) 65 Hình 3.26 Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ giải hấp N2 67 Hình 3.27 Đƣờng phân bố kích thƣớc mao quản 67 Hình 3.28 Kết phân tích GC-MS sản phẩm đồng phân hóa n-hexan sử dụng xúc tác Fe/( SO42 ZrO2/SBA-15) 69 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Trương Quang Trường MỞ ĐẦU Dầu mỏ đƣợc ngƣời biết đến từ cổ xƣa, đến kỉ XVIII đƣợc dùng làm nhiên liệu để đốt cháy, thắp sáng Ngành công nghiệp chế biến dầu mỏ đƣợc xem nhƣ bắt đầu đời từ năm 1859, mà Adwin Drake (Mỹ) khai thác đƣợc dầu thơ Và từ đến nay, dầu mỏ khí thiên nhiên nguồn nguyên liệu vơ q giá quốc gia nói riêng tồn nhân loại nói chung Hiện nay, dầu mỏ chủ yếu dùng để sản xuất sản phẩm lƣợng nhƣ dầu hỏa, diesel, xăng nhiên liệu…Trong đó, xăng nhiên liệu sản phẩm quan trọng bậc nhất, trở thành mặt hàng quen thuộc thiết yếu đời sống sinh hoạt ngày ngƣời nhƣ hoạt động sản xuất cơng nghiệp Ngày nay, dần vị trí độc tơn phát triển động diesel động phản lực, nhu cầu xăng chiếm vị trí hàng đầu Tuy nhiên, bên cạnh lợi ích mà động xăng mang lại thải mơi trƣờng lƣợng lớn chất thải độc hại làm ảnh hƣởng đến sức khỏe ngƣời môi trƣờng sinh thái Vì vậy, xăng bắt buộc phải đảm bảo đƣợc u cầu khơng liên quan đến q trình cháy động cơ, hiệu suất nhiệt mà phải đảm bảo yêu cầu nghiêm ngặt luật môi trƣờng nhƣ: xăng không đƣợc chứa benzen, phải giảm bớt dần chấm dứt phụ gia chì, hạn chế hàm lƣợng hidrocacbon thơm Để đáp ứng nhu cầu nâng cao chất lƣợng nhiên liệu, ngƣời ta pha thêm vào xăng phụ gia thêm vào xăng hidrocacbon phân nhánh cao để tăng trị số octan Hiện nay, nhiều nƣớc cấm sử dụng phụ gia hữu hiệu dạng oxigenat nhƣ: metyl tert-butyl ete (MTBE), tert-amyl metyl ete (TAME)… khả phân hủy chậm chúng môi trƣờng giá thành đắt Do đó, việc lựa chọn cấu tử thay vừa đáp ứng đòi hỏi số octan, vừa thỏa mãn tiêu kinh tế đƣợc quan tâm nghiên cứu Trong xu hƣớng đó, q trình đồng phân hóa hiddrocacbon no mạch thẳng C5 ÷ C7 phân đoạn naphta nhà máy lọc dầu đƣợc ý TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Trương Quang Trường sản phẩm q trình isoparafin độc hại có số octan cao, có khả thay cho số cấu tử làm tăng số octan nhƣng gây hại cho môi trƣờng Trƣớc đây, q trình izome hóa nằm tổ hợp lọc dầu nhƣng không bắt buộc, nhƣng nay, yêu cầu tăng chất lƣợng xăng phải giảm tối thiểu hàm lƣợng benzen nên q trình đồng phân hóa gần nhƣ trở nên bắt buộc nhà máy lọc dầu đại Ở nƣớc ta, hàng năm thu đƣợc lƣợng lớn condensat từ nhà máy lọc dầu Dung Quất mà thành phần chủ yếu hidrocacbon nhẹ n-C4, n-C5, n-C6 Đây nguồn nguyên liệu quý để chuyển hóa thành hidrocacbon phân nhánh (iso-parafin) có giá trị cao nhƣ tạo nên xăng có trị số octan cao thay cho cấu tử olefin aromat xăng đáp ứng đƣợc yêu cầu môi trƣờng nhiên liệu xăng động Việc chuyển hóa n-parafin nhẹ thành i-parafin nhẹ tƣơng ứng q trình hóa học thú vị, cần có xúc tác hoạt động nhiệt độ phản ứng thấp để trình thuận lợi mặt nhiệt động học Vì việc nghiên cứu chế tạo xúc tác quan trọng sau công nghệ thực áp suất thấp Xúc tác cho q trình isome hóa thƣờng hệ xúc tác lƣỡng chức: kim loại đƣợc mang chất mang có tính axit để thúc đẩy q trình hình thành cabocation Hệ xúc tác đƣợc sử dụng phổ biến công nghiệp là: Pt /γ-Al2O3 xúc tiến clo Tuy nhiên, có mặt clo lại dễ phân hủy thành HCl độc hại, gây ăn mòn thiết bị Những năm gần đây, có nhiều cơng trình nƣớc nghiên cứu hệ chất xúc tác thay chất xúc tác truyền thống Qua nghiên cứu tìm hiểu, nhận thấy hệ xúc tác zirconi sunfat hóa có nhiều đặc tính đáng quan tâm Zirconi sunfat hóa siêu axit rắn có hoạt tính xúc tác độ chọn lọc cao cho phản ứng đồng phân hóa ankan nhiệt độ thấp nhƣng lại có nhƣợc điểm nhanh hoạt tính Gần đây, nhà khoa học phát việc đƣa vào chất mang zirconi sunfat hóa lƣợng nhỏ số kim loại, oxit kim loại để nhằm nâng TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Trương Quang Trường cao hoạt tính nhƣ độ bền xúc tác nhƣ Fe Mn [19, 23, 33], Ni [7], Pt [5, 25], Ce [16, 18] Trên sở đó, đề tài này, chúng tơi “Nghiên cứu tổng hợp xúc tác lai cho phản ứng đồng phân hóa n-C6” Từ rút số kết luận có quy luật mối quan hệ độ chuyển hóa, độ chọn lọc với tỉ lệ sunfat hóa số điều kiện tối ƣu cho phản ứng đồng phân hóa n-hexan TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Trương Quang Trường CHƢƠNG - TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu phản ứng đồng phân hóa Đồng phân hố q trình làm thay đổi cấu tạo phân bố lại vị trí ngun tử hay nhóm ngun tử hợp chất hữu mà không làm thay đổi khối lƣợng phân tử Trong cơng nghiệp có q trình đồng phân hóa khác nhƣ đồng phân hóa n-parafin thành isoparafin, đồng phân hóa ankyl benzen nhƣ oxylen m-xylen thành p-xylen hay trình đồng phân hóa n-buten thành iso-butene [9, 14, 27] Trong trình biến đổi parafin mạch thẳng thành parafin mạch nhánh (iso-parafin) có ý nghĩa quan trọng cơng nghiệp lọc hóa dầu iso-parafin khơng cấu tử quý có trị số octan cao (Bảng 1.1) dùng để cải thiện chất lƣợng xăng thƣơng phẩm mà chúng cịn nguồn ngun liệu cho q trình tổng hợp chất có vai trị quan trọng cơng nghiệp Ví dụ nhƣ isobutan nguồn cung cấp cho isobuten, làm nguyên liệu cho trình tổng hợp MTBE hay isopentan nguồn nguyên liệu để tổng hợp cao su isopren Bảng 1.1 - Trị số octan số parafin nhẹ [31] TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Trương Quang Trường Trong đó: RON : số octan nghiên cứu MON : số octan động 1.1.1 Các phản ứng xảy q trình đồng phân hóa n-parafin Dƣới tác dụng chất xúc tác ảnh hƣởng điều kiện phản ứng (nhiệt độ, áp suất…), q trình đồng phân hóa xảy phản ứng sau: - Phản ứng đồng phân hóa: Đây phản ứng q trình đồng phân hóa Phản ứng làm biến đổi hidrocacbon mạch thẳng thành hidrocacbon mạch nhánh Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào điều kiện phản ứng hoạt tính xúc tác - Phản ứng crackinh: Là phản ứng bẻ gẫy mạch hidrocacbon Tốc độ phản ứng crackinh tăng theo kích thƣớc hiđrocacbon, độ axit xúc tác nhiệt độ phản ứng Sản phẩm phản ứng crackinh tiếp tục đƣợc đồng phân hóa, tạo nên isoparafin có khối lƣợng phân tử nhỏ n-parafin ban đầu - Phản ứng đehidro hóa, proton hóa, đóng vịng thơm hóa dẫn đến tạo sản phẩm olefin, vịng no, vịng chƣa no, hidrocacbon thơm, q trình oligome hóa, nhựa hóa, cốc hóa Đây phản ứng không mong muốn nhựa cốc tạo bám bề mặt xúc tác, làm xúc tác hoạt tính Phản ứng cracking mạch cacbon phản ứng tạo cốc phụ thuộc vào chất ankan Khuynh hƣớng bẻ gãy mạch cacbon tạo cốc tăng lên số nguyên tử cacbon mạch tăng lên Trong trình đồng phân hóa n-C5, chế đứt gãy β thuận lợi nhất, cịn với n-C6 chế thuận lợi bẻ gẫy tƣơng đối chậm ion 2-metyl pentyl Các nghiên cứu thực nghiệm khẳng định 2-metyl pentyl isomer thu đƣợc từ tạo thành sản phẩm cracking Khi so sánh với tốc độ đồng phân hóa n-ankan, tốc độ trình bẻ gẫy liên kết C-Cβ chậm Chính mà q trình đồng phân hóa hóa n-C5, n-C6 đƣợc xem q trình chọn lọc, độ chuyển hóa cao Mặt khác, phản ứng đime hóa-cracking TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Trương Quang Trường Hình 3.18 Kết phân tích GC-MS sản phẩm đồng phân hóa n-hexan sử dụng xúc tác 8% SO42 ZrO2 150oC 59 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Trương Quang Trường Hình 3.19 Kết phân tích GC-MS sản phẩm đồng phân hóa n-hexan sử dụng xúc tác 10% SO42 ZrO2 150oC 60 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Trương Quang Trường Hình 3.20 Kết phân tích GC-MS sản phẩm đồng phân hóa n-hexan sử dụng xúc tác 15% SO42 ZrO2 150oC 61 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Trương Quang Trường Theo kết từ Bảng 3.3, nhiệt độ định, xúc tác 10% SO42- cho độ chọn lọc cao (khoảng 100%) Theo quan điểm đại, xúc tác xúc tác tốt nhất, thỏa mãn yêu cầu hóa học xanh Mẫu xúc tác 10% SO42 ZrO2/SBA-15 có cân đối độ chuyển hóa độ chọn lọc tốt 3.3 Tổng hợp xúc tác lai Fe/(SO42 ZrO2/SBA-15) 3.3.1 Kết nhiễu xạ tia X Hình 3.21 Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen (XRD) mẫu Fe/( SO42 ZrO2/SBA-15) Kết đo nhiễu xạ tia X mẫu xúc tác điều chế đƣợc đƣa cho thấy mẫu kết tinh tốt, đƣờng thấp phẳng chứng tỏ khơng có pha vơ định hình pick đặc trƣng cho ZrSiO4 nguyên liệu q trình sunfat hóa ZrSiO4 đồng thời mục đích việc sử dụng ZrSiO4 (ZrO2.SiO2) để tận dụng pha SiO2 62 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Trương Quang Trường 3.3.2 Kết phổ hồng ngoại Hình 3.22 Hình ảnh phổ hồng ngoại mẫu xúc tác Fe/( SO42 ZrO2/SBA-15) Từ quang phổ hồng ngoại mẫu xúc tác thấy:  Tần số dao động 3450 cm-1 đặc trƣng cho dao động νSi-O-H  Tần số dao động 1631 cm-1 đặc trƣng cho dao động biến dạng δHOH nƣớc liên kết vật liệu  Tần số dao động 1085 cm-1 đặc trƣng cho dao động hóa trị đối xứng O=S=O 3.3.3 Kết giải hấp theo chương trình nhiệt độ TPD-NH3 Quá trình giải hấp phụ amoniac theo chƣơng trình nhiệt độ (TPD-NH3) đƣợc sử dụng để xác định độ mạnh tâm axit phân bố cƣờng độ tâm axit tƣơng ứng 63 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Trương Quang Trường Trên giản đồ giải hấp TPD-NH3 mẫu xúc tác có peak giải hấp phụ chính: peak khoảng Tmax = 150÷300oC tƣơng ứng với tâm axit trung bình peak khoảng Tmax = 500÷550oC tƣơng ứng với tâm axit mạnh Bảng 3.4 Sự phân bố tâm axit mẫu xúc tác Fe/( SO42 ZrO2/SBA-15) Mẫu xúc tác Fe/( SO42 ZrO2/SBA-15) Độ axit (ml NH3/gxt) Tâm axit trung bình Tâm axit mạnh 0,799 0,593 Độ axit tổng (ml NH3/gxt) 1,392 Hình 3.23 Giản đồ TPD-NH3 mẫu xúc tác Fe/( SO42 ZrO2/SBA-15) 64 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Trương Quang Trường 3.3.4 Kết phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) Hình 3.24 Hình ảnh SEM mẫu xúc tác Fe/( SO42 ZrO2/SBA-15) Hình ảnh SEM mẫu xúc tác lai Fe/( SO42 ZrO2/SBA-15) cho thấy cấu trúc lục lăng điển hình vật liệu mao quản trung bình giữ nguyên Pha Fe nằm phân tán vật liệu không rõ ràng hàm lƣợng Fe tƣơng đối nhỏ (2% theo tính tốn ban đầu để tẩm) 3.3.5 Kết phổ tán xạ lượng tia X (EDX) Hình 3.25 Phổ EDX SEM tương ứng mẫu xúc tác Fe/( SO42 ZrO2/SBA-15) Từ phổ EDX nhƣ kết thành phần nguyên tố dƣới (Bảng 3.4) cho thấy pha Fe xuất hiện, hấp phụ tƣơng đối tốt bề mặt vật liệu 65 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Trương Quang Trường Bảng 3.5 Thành phần nguyên tố mẫu xúc tác Fe/( SO42 ZrO2/SBA-15) Nguyên tố % Khối luợng % Nguyên tử C 14.20 20.43 O 65.59 70.84 Si 11.46 7.05 Fe 0.19 0.06 Zr 8.56 1.62 Tổng 100.00 3.3.6 Kết xác định bề mặt riêng theo BET phân bố lỗ xốp Kết đo bề mặt riêng theo BET đo phân bố lỗ xốp xúc tác Fe/(SO42-ZrO2/SBA-15) thể Hình 3.26 Hình 3.27 Kết cho thấy, xúc tác có đƣờng trễ hấp phụ nhả hấp phụ đặc trƣng cho vật liệu mao quản trung bình, đƣờng kính trung bình lỗ xốp hấp phụ khoảng 94,2Ǻ, diện tích bề mặt riêng theo BET xấp xỉ 488 m2/g 66 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Trương Quang Trường Hình 3.26 Đường đẳng nhiệt hấp phụ – giải hấp N2 Fe/(SO42 ZrO2/SBA-15) Hình 3.27 Đường phân bố kich thước mao quản Fe/(SO42 ZrO2/SBA-15) 67 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Trương Quang Trường 3.3.7 Nghiên cứu khả xúc tác cho phản ứng đồng phân hóa n-hexan (n-C6) Bảng 3.6 Kết hoạt tính xúc tác Fe/( SO42 ZrO2/SBA-15) phản ứng đồng phân hóa n-hexan Mẫu xúc tác Fe/( SO42 ZrO2/SBA-15) Độ chuyển hóa Độ chọn lọc 13,00% 77,14% Từ kết GC-MS thấy biến tính Fe, rõ ràng lực lƣợng axit tăng lên nên độ chuyển hóa tăng, nhƣng độ chọn lọc iso-hexan thấp mẫu khơng biến tính 68 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Trương Quang Trường Hình 3.28 Kết phân tích GC-MS sản phẩm đồng phân hóa n-hexan sử dụng xúc tác Fe/( SO42 ZrO2/SBA-15) 69 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Trương Quang Trường KẾT LUẬN  Đã tổng hợp đƣợc đặc trƣng cấu trúc, hình thái vật liệu MQTB trật tự SBA-15 Cấu trúc vật liệu không bị thay đổi mang superacid rắn lên SBA-15  Đã tổng hợp biến tính superacid SO42 ZrO2/SBA-15 Fe2O3  Đã đặc trƣng cấu trúc hình thái xúc tác thu đƣợc phƣơng pháp vật lý có độ tin cậy cao (XRD, IR, TPD-NH3)  Đã đánh giá độ hoạt động xúc tác thu đƣợc phản ứng đồng phân hóa n-hexan pha khí Xúc tác 10% SO42 ZrO2/SBA-15 xúc tác tốt theo quan điểm hóa học xanh, điều mở hƣớng nghiên cứu cho loại vật liệu superacid 70 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Trương Quang Trường TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Phan Tử Bằng (1999), Công nghệ lọc dầu, NXB Giao thông Vận tải, Hà Nội Lê Hùng, Nguyễn Khắc Phƣơng (2001), Nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng đến trình phân hủy quặng Zircon phương pháp thiêu kết NaOH, Khóa luận tốt nghiệp, ĐHQGHN, ĐHKHTN, Khoa Hóa Học, Hà Nội Kiều Đình Kiểm (1999), Các sản phẩm dầu mỏ hóa dầu, Tổng công ty xăng dầu Việt Nam, NXB KHKT, Hà Nội, 396, tr 31-51 Trần Thị Nhƣ Mai, Hóa học dầu mỏ: Giáo trình giành cho sinh viên năm thứ tư Ngành hóa học Cơng nghệ hóa học, Trƣờng ĐHKHTN, 196-201 Trần Thị Nhƣ Mai, Nguyễn Thị Minh Thƣ, Nguyễn Quang Huy, Giang Thị Phƣơng Ly, Nguyễn Thị Hà, Lê Thái Sơn, “Chuyển hóa n-Hexan xúc tác Pt/ZrO2SO42-”, Tuyển tập Báo cáo khoa học Hội nghị Xúc tác Hấp phụ toàn quốc lần thứ V, 8/2009, Hải Phòng, 410-415 Lƣu Cẩm Ngọc, Hồ Sỹ Thoảng, Hồ Sơn Lâm (2001), “Ảnh hƣởng chất mang nhiệt độ xử lý đến tính chất xúc tác Platin-Alumino q trình reforminh nhexan”, Tạp chí hóa học, T3, số 1, tr.1-3 Nông Hồng Nhạn (2007), Tổng hợp đặc trưng hoạt tính xúc tác SO42/Al2O3ZrO2, Khóa luận tốt nghiệp, ĐHQGHN, ĐHKHTN, Khoa Hóa học, Hà Nội Hồng Nhâm (1999) Hóa học vơ T3, NXB Giáo dục, Hà Nội Nguyễn Hữu Phú, Vũ Anh Tuấn (1997), "Isome hoá - buten thành isobuten chất xúc tác AlPO-11, SAPO-11 Zr-SAPO-11", Tạp chí Hố Học, T.35 (4), trang 6-8 10 Ngơ Thị Thuận, Phạm Xuân Núi, Đặng Thị Thu Hằng (2004), “Nghiên cứu hoạt tính hệ xúc tác Ni/ZrO2-SO42- phản ứng đồng phân hóa n-hexan”, Tạp chí KH ĐHQG, KHTN CN, T.XX, số PT 71 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Trương Quang Trường 11 Mai Xuân Tịnh, Hoa Hữu Thu, Lê Thanh Sơn, Nguyễn Thanh Bình (2008), “Nghiên cứu tổng hợp đặc trƣng axit Zirconia biến tính từ nguồn nguyên liệu Việt Nam”, Tạp chí Hóa học ứng dụng, số 5, T.42 12 Nguyễn Đình Triệu (2006), Các phương pháp vật lý ứng dụng hóa học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 13 Phạm Hùng Việt (2003), Cơ sở lý thuyết phương pháp sắc kí khí, NXB KHKT, Hà Nội 14 Hoàng Trọng Yêm, Dƣơng Văn Tuệ, Nguyễn Đăng Quang, Trịnh Thanh Đoan (2000), Hoá học Hữu cơ, T.2, T.3, NXB KHKT, Hà Nội Tiếng Anh 15 A Corma, V Fornes, M.I.Juan-Rajadell, J.M.Lopez Nieto (1994), “Infuence of preparation conditions on the structure and catalytic properties of ZrO2-SO42superacid catalysts”, Appl.Catal., A: General 116, Vol 116, pp 151-156 16 Benjaram M Reddy, Meghshyam K Patil, Pandian Lakshmanan (2006), “Sulfated CexZr1-xO2 solid acid catalyst for solvent free synthesis of coumarins”, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 256, pp 290-294 17 Bejaram M Reddy and Meghshyam K Patil (2009), “Organic Syntheses and Transformations Catalyzed by Sunfated Zirconia”, Chemical reviews, Volume 109, Number 18 Benjaram M Reddy, Pavani M Sreekanth, Pandian Lakshmanan, Atullah Khan (2006), “Synthesis, characterization and activity study of SO42-/CexZr1-xO2 solid superacid catalyst”, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 244, pp 1-7 19 C Y Hsu, C.R Heimbuch, C.T Armes, B.C Gates (1992), “Isomerization of nbutane over Fe, Fe-Mn and Ni promoted sunfated zirconia”, J Chem Soc, Chem Commun, pp 1645 20 D Tichit, D E Alami, F Figuegas (1996), “Preparation and anion exchange properties of zirconia”, Appl Catal., A: General 145, 195-210 72 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Luận văn thạc sĩ Trương Quang Trường 21 Deka, R C (1998), “Acidity in Zeolites and their characterization by different spectroscopic methods”, Ind J Chem Technol, Vol 5, pp 109-123 22 E J Hollstein, J T Wei, C.-Y Hsu (1990), Catalyst for hydrocarbon conversion and coversion process utilizing the same, Us patent 4956519 23 G Ertl, H Knozinger, J Weitkamp (1997), Handbook of Heterogeneous Catalysis, Vol 5, Wiley-VCH, Weinheim 24 G Ertl, H Knozinger, J Weitkamp (1999), Preparation of solid catalysts, Ed Wiley-VCH, Weinheim-NewYork-Chichester-Brisbon-Singapore-Toronto 25 John Willey & Son (2001), Encyclopedia of Chemical Technology, Vol 11 26 J C Yori, J M Pareta (1996), n-butane isomerization on metal promoted sulfated zirconia Appl Catal., A: General, 147, pp 145-157 27 K Ebitani, J knoishi, H Hattori (1991), “Platinum-sunfated-zirconia Infrared study of adsorbed pyridine”, J Catal., pp 130, 257 28 Kazushi Arata (1996), “Preparation of superacids by metal oxide for reaction of butanes and pentanes” , Appl Catal., A: General 146, pp 332 29 Kozo Tanabe, Makoto Misono, Vashio Omo (1989), New solid acid and base their catalytic properties, Kodansha LTD, Tokyo 30 K Tanabe and H Hattori (1998), Solid superacids, Kodansha LTD, Tokyo 31 Meyers R A (1996), Handbook of Petroleum refining Processes, M.C Graw Hill Book Company, Inc 32 M Guisnet, G Perot (1984), “Zeolites bifunctional catalysis”, Zeolite: Science and technology, Vol 4, pp 178 33 T.-K Chengung, J L d'Itri, B C Gates (1995), “Low – Temperature Superacid Catalysis: Reactions of n-Butan Catalyzed by Iron- and Manganese- Promoted Sulfated Zirconia”, J Catal., pp 151, 464 34 Y Y Sun, L N Yuan, S Q Ma, Yuhan, W Wang, C.-L Chen, F.-S Xiao (2004), “Improved catalic activity and stability of mesostructured sulfated zirconia by Al promoter”, Appl Catal., A: General 268, pp 17–24 73 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ... cho xúc tác độ axit phù hợp 1.1.5.4 Chất xúc tác cho ph? ?n ứng đồng ph? ?n hóa n- hexan Tr? ?n giới có nhiều cơng trình nghi? ?n cứu hệ xúc tác khác cho ph? ?n ứng đồng ph? ?n hóa n- parafin có ph? ?n ứng đồng. .. n- C4, n- C5, n- C6 xúc tác có vai trò quan trọng Cơ chế ph? ?n ứng đồng ph? ?n hóa n- ankan phụ thuộc vào kiểu xúc tác sử dụng nhƣ d? ?n đ? ?n cơng nghệ khác Ph? ?n ứng đồng ph? ?n hóa xảy xúc tác đ? ?n xúc tác. .. ph? ?n ứng (nhiệt độ, áp suất…), trình đồng ph? ?n hóa xảy ph? ?n ứng sau: - Ph? ?n ứng đồng ph? ?n hóa: Đây ph? ?n ứng q trình đồng ph? ?n hóa Ph? ?n ứng làm bi? ?n đổi hidrocacbon mạch thẳng thành hidrocacbon mạch