(LUẬN án TIẾN sĩ) nghiên cứu tổng hợp và sử dụng chất lỏng ion trong quá trình thu hồi platinum từ xúc tác thải của công nghiệp chế biến dầu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - UÔNG THỊ NGỌC HÀ NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ SỬ DỤNG CHẤT LỎNG ION TRONG QUÁ TRÌNH THU HỒI PLATINUM TỪ XÚC TÁC THẢI CỦA CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN DẦU LUẬN ÁN TIẾN SĨ HĨA HỌC TP HỒ CHÍ MINH – NĂM 2022 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NG VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - UÔNG THỊ NGỌC HÀ NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ SỬ DỤNG CHẤT LỎNG ION TRONG QUÁ TRÌNH THU HỒI PLATINUM TỪ XÚC TÁC THẢI CỦA CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN DẦU CHUYÊN NGÀNH: HÓA HỮU CƠ MÃ SỐ: 9.44.01.14 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS BÙI THỊ LỆ THỦY PGS TS HOÀNG THỊ KIM DUNG TP HỒ CHÍ MINH – NĂM 2022 LUẬN ÁN TIẾN SĨ LỜI CAM ĐOAN Luận án Tiến sĩ Hóa học “Nghiên cứu tổng hợp sử dụng chất lỏng ion trình thu hồi platinum từ xúc tác thải công nghiệp chế biến dầu” thực hiện, số liệu, kết trung thực Tp Hồ Chí Minh, ngày….tháng … năm 2022 Nghiên cứu sinh Uông Thị Ngọc Hà i TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com LUẬN ÁN TIẾN SĨ LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến cô PGS TS Bùi Thị Lệ Thủy PGS TS Hoàng Thị Kim Dung giao đề tài, định hướng nghiên cứu hướng dẫn tận tình cho em suốt thời gian thực luận án Em xin gởi lời cảm ơn đến thầy cô hội đồng cấp cho em đóng góp q báu để hồn thành luận án Em xin cảm ơn Quý thầy cô Học Viện Khoa học Công nghệ truyền đạt, bổ sung kiến thức tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập thực đề tài nghiên cứu Em xin cảm ơn Quý thầy cô Bộ mơn Lọc Hóa dầu, Khoa Dầu Khí, Trường Đại học Mỏ - Địa chất giúp đ ỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em em thực đề tài Em xin chân thành cảm ơn Q thầy Bộ mơn Hóa Bộ mơn Sinh, Khoa Khoa học Cơ bản, Đại học Y Dược TP.HCM tạo điều kiện thuận lợi để em học tập thực tốt luận án Cảm ơn bạn sinh viên, bạn học viên cao học, bạn nghiên cứu sinh động viên, chia sẻ q trình tơi thực đề tài Và xin cảm ơn Bố mẹ, gia đình ln ti ếp sức cho suốt thời gian học tập thực luận án Xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2022 Nghiên cứu sinh Uông Thị Ngọc Hà ii TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com LUẬN ÁN TIẾN SĨ MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH xi DANH MỤC PHỤ LỤC xiv MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chất lỏng ion 1.1.1 Giới thiệu 1.1.2 Phân loại chất lỏng ion 1.1.3 Tính chất chất lỏng ion 1.1.4 Phương pháp tổng hợp chất lỏng ion 1.1.5 Ứng dụng chất lỏng ion 1.2 Tổng quan thu hồi Pt từ xúc tác qua sử dụng 1.2.1 Các phương pháp hòa tan Pt 10 1.2.2 Các phương pháp thu hồi Platinum từ dung dịch hòa tan 14 1.2.2.1 Phương pháp kết tủa 14 1.2.2.2 Phương pháp hấp phụ 16 1.2.2.3 Phương pháp điện hóa 16 1.2.2.4 Phương pháp chiết 17 1.3 Một số nghiên cứu thu hồi platinum sử dụng chất lỏng ion 20 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 29 2.1 Hóa chất, nguyên liệu 29 2.1.1 Hóa chất 29 2.1.2 Nguyên liệu 30 2.2 Tổng hợp chất lỏng ion 30 iii TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com LUẬN ÁN TIẾN SĨ 2.2.1 Tổng hợp chất lỏng ion 1-methyl -3-n-tetradecylimidazolium chloride 32 2.2.2 Tổng hợp chất lỏng ion 1-n-butyl -3-n-butylimidazolium chloride 33 2.2.3 Tổng hợp chất lỏng ion 1-n-butyl-3-n-tetradecylimidazolium chloride 33 2.2.4 Tổng hợp chất lỏng ion n- tetradecylpyridinium chloride 33 2.2.5 Tổng hợp chất lỏng ion trioctylammoniumhydrogen chloride 34 2.3 Quá trình tiền xử lý hịa tan Pt xúc tác thải 34 2.3.1 Tiền xử lý xúc tác thải 34 2.3.2 Hoà tan xúc tác thải 35 2.4 Sử dụng chất lỏng ion việc thu hồi Pt(IV) từ xúc tác thải công nghiệp chế biến dầu 36 2.4.1 Phương pháp chiết lỏng - lỏng thu hồi Pt(IV) 37 2.4.2 Phương pháp hấp phụ chất lỏng ion lên chất mang rắn 39 2.4.2.1 Tiền xử lý chất mang 39 2.4.2.2 Tẩm chất lỏng ion lên chất mang 39 2.4.2.3 Thu hồi Pt(IV) phương pháp hấp phụ 40 2.4.2.4 Nghiên cứu đẳng nhiệt hấp phụ 41 2.5 Giải chiết giải hấp thu hồi Pt(II), tái sử dụng chất lỏng ion chất hấp phụ 42 2.6 Phương pháp nghiên cứu đặc trưng vật liệu 43 2.7 Các phương pháp xử lý kết 43 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 45 3.1 Kết tổng hợp chất lỏng ion 45 3.1.1 Nhóm chất lỏng ion họ imidazolium 45 3.1.1.1 Khảo sát ảnh hưởng số yếu tố đến hiệu suất tổng hợp chất lỏng ion 45 3.1.1.2 Xác đ ịnh cấu trúc chất lỏng ion [C4BIM]Cl, [C14MIM]Cl [C14BIM]Cl 50 3.1.2 Tổng hợp chất lỏng ion n-tetradecylpyrinium chloride 53 3.1.2.1 Ảnh hưởng thời gian phản ứng 53 3.1.2.2 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ 54 iv TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com LUẬN ÁN TIẾN SĨ 3.1.2.3 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ mol chất phản ứng đến hiệu suất tổng hợp [C14Py]Cl 54 3.1.2.4 Xác định cấu trúc [C14Py]Cl 55 3.1.3 Tổng hợp chất lỏng ion trioctylammonium hydrogen chloride [N0888]Cl 57 3.1.3.1 Khảo sát ảnh hưởng thời gian phản ứng 57 3.1.3.2 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ 57 3.1.3.3 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ mol 58 3.1.3.4 Kết đo phổ FT-IR NMR 59 3.2 Hòa tan Pt từ xúc tác thải 61 3.3 Sử dụng chất lỏng ion cho trình thu hồi Pt(IV) 62 3.3.1 Sử dụng nhóm chất lỏng ion dạng imidazolium pyridinium .62 3.3.1.1 Phương pháp chiết 62 3.3.1.2 Phương pháp hấp phụ 63 3.3.1.3 Xác đ ịnh dung lượng hấp phụ tối đa lên ch ất mang rắn [C14MIM]Cl/SiO2 71 3.3.2 Sử dụng chất lỏng ion nhóm ammonium 80 3.3.2.1 Sử dụng chất lỏng ion nhóm ammonium để chiết platinum .80 3.3.2.2 Sự hấp phụ Pt(IV) lên SILP tạo từ số chất mang rắn khác 81 3.3.2.3 Hấp phụ Pt(IV) SILP từ IL khác tỉ lệ mol IL/Pt khác 84 3.3.2.4 Xác định dung lượng hấp phụ tối đa lên chất mang rắn [N1888]Cl/SiO [N0888]Cl/SiO2 86 3.4 Giải chiết giải hấp phụ thu hồi Pt(II) 95 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 102 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN 104 DANH MỤC CƠNG TRÌNH 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO 106 v TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com LUẬN ÁN TIẾN SĨ DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu viết tắt ALQ336 BIM [C14MIM]Cl [C4BIM]Cl [C14BIM]Cl [C14Py]Cl 13 CCR DMSO 10 DHA 11 DOA 12 DHS 13 H(%) 14 15 IL 16 ICP 17 FT-IR 18 [N0888]Cl C-NMR H-NMR vi PL 44 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com PL 45 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Phụ lục 33 Các Bảng số liệu Bảng PL1 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian phản ứng lên hiệu suất tạo [C4BIM]Cl, [C14MIM]Cl [C14BIM]Cl (tỉ lệ mol C4H9Cl/C14H29Cl:hợp chất imidazole = 1,2; 95 oC) Mẫu Thời gian 24 48 72 84 96 108 120 132 Bảng PL2 Kết khảo sát nhiệt độ phản ứng [C4BIM]Cl, [C14MIM]Cl [C14BIM]Cl Mẫu Nhiệt độ 80 90 95 100 110 Ghi chú: H (%) hiệu suất PL 46 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Bảng PL3 Kết khảo sát tỉ lệ mol phản ứng [C4BIM]Cl, [C14MIM]Cl [C4BIM]Cl Mẫu Tỉ lệ mol 1,0 1,2 1,3 1,4 Ghi chú: H (%) hiệu suất Bảng PL4 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian phản ứng tổng hợp [C14Py]Cl (tỉ lệ mol C14H29Cl:Py = 1,2; 100 oC) Bảng PL5 Kết khảo sát nhiệt độ phản ứng tổng hợp [C14Py]Cl (tỉ lệ mol C14H29Cl/Py = 1,2 ; 144 giờ) Nhiệt độ (oC) PL 47 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Bảng PL6 Kết khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ mol Pt (có phức H2PtCl6) chất lỏng ion tới phản ứng tổng hợp [C14Py]Cl (144 giờ, 100 oC) Bảng PL7 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất tổng hợp [N0888]Cl ( tỉ lệ mol HCl/(C8H17)3N=1, 50 oC) Thời gian (giờ) Bảng PL8 Kết khảo sát nhiệt độ phản ứng tổng hợp [N0888]Cl (2 giờ, tỉ lệ mol HCl/C8H17)3N = 1,2) TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Bảng PL9 Kết khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ mol tới phản ứng tổng hợp [N0888]Cl (với thời gian 120 giờ, 95 oC) Bảng PL10 Bảng so sánh khả hấp phụ chất lỏng ion SiO (tỉ lệ lấp mao quản 20%, 48 25oC) STT IL/Pt 1 1,5 2 2,5 3,5 10 10 PL 49 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Bảng PL11 Bảng so sánh khả hấp phụ chất lỏng ion XAD-4 (tỉ lệ lấp mao quản 20%, 48 25oC) STT IL/Pt 10 Bảng PL12 Bảng so sánh khả hấp phụ chất lỏng ion XAD-7 (tỉ lệ lấp mao quản 20%, 48 25oC) STT IL/Pt 5,00 6,00 7,00 10,00 Bảng PL13 Khả hấp phụ Pt chất mang tẩm [N1888]Cl (tỉ lệ lấp mao quản 20%, 48 giờ, 25oC) STT IL/Pt TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Bảng PL14 Khả hấp phụ chất mang tẩm [N0888]Cl (tỉ lệ lấp mao quản 20%, 48 giờ, 25oC) STT IL/Pt Bảng PL15 Khả hấp phụ Pt chất mang tẩm [N8888]Cl (tỉ lệ lấp mao quản 20%, 48 giờ, 25oC) STT IL/Pt PL 51 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Bảng PL16 Khả hấp phụ Pt SiO2 tẩm chất lỏng ion khác (tỉ lệ lấp mao quản 20%, 48 25oC) STT IL/Pt Bảng PL17 Khả hấp phụ Pt XAD-4 tẩm chất lỏng ion khác (tỉ lệ lấp mao quản 20%, 48 25oC) STT PL 52 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com IL/Pt Bảng PL18 Khả hấp phụ Pt XAD-7 tẩm chất lỏng ion khác (tỉ lệ lấp mao quản 20%, 48 25oC) STT IL/Pt Bảng PL 19 Khả tái sử dụng trioctyl methyl ammonium chloride 10 chu kỳ (Vpha nước/Vpha dầu=1 40oC cho trình chiết; Vhệ giải chiết /VPt(IV)-IL =1, 80oC cho trình giải chiết) TT 1’ 2’ l l l l 3’ 10 10’ lầ lầ TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Bảng PL 20 Khả tái sử dụng SILP ([N1888]Cl/SiO2) Hiệu suất giải hấp (%) TT 98,0 1’ 97,9 2’ 97,8 3’ 97,1 10 10’ PL 54 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Bảng PL 21 Khả tái sử dụng SILP ([C14MIM]Cl/SiO2) No 1’ 2’ 3’ 10 10’ PL 55 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com ... tổng hợp sử dụng chất lỏng ion trình thu hồi platinum từ xúc tác thải công nghiệp chế biến dầu? ?? lựa chọn để thực luận án Mục tiêu luận án - Tổng hợp số chất lỏng ion ứng dụng cho trình chiết lỏng- lỏng... NGỌC HÀ NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ SỬ DỤNG CHẤT LỎNG ION TRONG QUÁ TRÌNH THU HỒI PLATINUM TỪ XÚC TÁC THẢI CỦA CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN DẦU CHUYÊN NGÀNH: HÓA HỮU CƠ MÃ SỐ: 9.44.01.14 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA... MINH – NĂM 2022 LUẬN ÁN TIẾN SĨ LỜI CAM ĐOAN Luận án Tiến sĩ Hóa học ? ?Nghiên cứu tổng hợp sử dụng chất lỏng ion trình thu hồi platinum từ xúc tác thải công nghiệp chế biến dầu? ?? thực hiện, số liệu,