CÔNG NGHỆ CHUYỂN hóa khí CO2

L/O/G/O CƠNG NGHỆ CHUYỂN HĨA CO2 NỘI DUNG TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM CO2 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA CO KẾT LUẬN TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM CO2 TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM CO2 TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM CO2 TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM CO2 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA CO2  o Các phản ứng metan hóa CO2 phản ứng tỏa nhiệt, nhiên cần tiến hành nhiệt độ thích hợp (200-400 C có mặt xúc tác để phản ứng đạt tốc độ cần thiết  Việc lựa chọn loại xúc tác đóng vai trị quan trọng việc hạn chế phản ứng phụ xảy CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA CO2 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA CO2 Xúc tác dị thể a Hệ xúc tác Cu-ZnO-Al2O3-based catalyst  Là loại xúc tác phát triển từ năm 1940 trở nên phổ biến năm 1960  Cu pha hoạt động ZnO tăng phân tán Cu, tức làm tăng trung tâm hoạt động  Qua nghiên cứu động học, nhận thấy chế phù hợp “formate pathway”: (1) dạng formate hình thành Cu – ZnO tiếp xúc phản ứng CO2 hấp phụ ZnO với nguyên tử H bề mặt tạo thành vị trí Cu; (2) dạng formate hydro hóa thành metoxy hấp phụ ZnO; (3) metoxy bị thủy phân thành metanol CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA CO2 Xúc tác dị thể a Hệ xúc tác Cu-ZnO-Al2O3-based catalyst  Việc bổ sung chất xúc tiến kim loại quý Pt, Rh, Au Pd làm tăng hoạt tính xúc tác Cu trình hiđro hố CO 2, nhiên việc sử dụng chúng khơng khuyến khích  Một số nghiên cứu khác tập trung vào chất xúc tiến Zr, Ga, florua 10 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA CO2 Xúc tác dị thể d Hệ xúc tác chứa kim loại quý 18 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA CO2 Xúc tác dị thể d Hệ xúc tác chứa kim loại quý  Hạt nano vàng hỗ trợ số oxit để xúc tác q trình hydro hóa CO2 thành metanol áp suất khí Năm chất hỗ trợ oxit khác nghiên cứu: Al 2O3, TiO2, Fe2O3, CeO2 ZnO  Hạt nano vàng hỗ trợ ZnO CeO2 có tính chọn lọc cao metanol (gần 90%,và 82% tương ứng nhiệt độ 250 ◦C)  Ngoài cịn nhiều cơng trình nghiên cứu hoạt tính xúc tác dạng hợp kim lưỡng kim kim loại quý như: RhPt, RhW, PtCo 19 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA CO2 Xúc tác dị thể e Hệ xúc tác không chứa kim loại quý oxit  Các kim loại chuyển tiếp (Cu, Co Fe) hỗ trợ Mo 2C nghiên cứu hoạt tính xúc tác cho q trình hydro hóa chọn lọc CO2 thành metanol điều kiện nhẹ (135–200◦C dung môi lỏng 1,4-dioxan)  Mo2C đóng vai trị chất hỗ trợ đồng chất xúc tác cho q trình hydro hóa CO Sử dụng Mo2C tinh khiết, metanol sản phẩm 2+ 135◦C, hydrocacbon, metanol, etanol, hợp chất C tạo thành 200◦C 20 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA CO2 Xúc tác đồng thể Hầu hết phát triển chất xúc tác đồng thể cho q trình hydro hóa CO tập trung trình tổng hợp fomandehit axit fomic Quy trình trên: formate pathway Quy trình dưới: trực tiếp với xúc tác phức Ru 21 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA CO2 Xúc tác đồng thể 1, tiền chất xúc tác (S = vị trí phối trí tự dung mơi) 3, cấu trúc chất trung gian hoạt động xúc tác (S = dung môi) 22 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA CO2 Xúc tác đồng thể Cơ chế đề xuất sau: 23 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA CO2 Xúc tác đồng thể Cơ chế đề xuất sau: 24 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HĨA CO2 Xúc tác điện hóa  Sự hoạt hóa điện hóa CO2 chất xúc tác điện cho phép hydro hóa thành methanol điều kiện nhẹ  Các kim loại Pt, Pd, Ru nghiên cứu làm chất xúc tác hoạt hóa điện hóa CO 2, nói chung hỗ trợ βalumina biến tính Na K, theo thứ tự để tăng độ dẫn điện gốm sứ β-alumina hấp thụ hóa học CO H2 vị trí hoạt động kim loại  Các kim loại không đắt tiền, chẳng hạn Cu hỗ trợ K-β-alumina Ni hỗ trợ zeolite YS, nghiên cứu Chất xúc tác điện kim loại phân tử chứng minh hoạt tính tính chọn lọc để khử CO xúc tác điện 25 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HĨA CO2 Quang xúc tác  Cơng nghệ sử dụng lượng mặt trời chất phản ứng sẵn có, rẻ tiền (nước) để chuyển hóa CO thành methanol hợp chất khác  Chất xúc tác quang dựa chất vật liệu bán dẫn electron di chuyển đến vùng dẫn (CB) từ vùng hóa trị (VB) lượng chiếu xạ mặt trời cao khoảng cách dải lượng Sau đó, electron CB khử CO2 thành sản phẩm khác nhau, bao gồm CH 4, CO, metanol, axit formic formaldehyd  TiO2 chất xúc tác quang học sử dụng rộng rãi hoạt tính cao tác dụng tia UV, bền khơng độc hại  Nhóm nghiên cứu tiến hành cải thiện hiệu suất xúc tác quang vật liệu quang xúc tác dựa TiO : tổng hợp vật liệu TiO2 với kích thước lỗ xốp lớn (12,4nm) nhỏ (2,3nm), kiểm sốt hình dạng vật liệu nano TiO chức hóa ống nano titan dẫn đến khả hấp phụ CO cao đạt giảm CO2 xúc tác hiệu 26 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA CO2 Quang xúc tác 27 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA CO2 Quang xúc tác Sơ đồ chuyển hóa CO2 tác dụng quang xúc tác TiO2 28 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA CO2 Quang xúc tác  g-C3N4, chất xúc tác quang khác cho thấy triển vọng to lớn việc thúc đẩy trình khử CO xúc tác quang  Mặc dù g-C3N4 chất xúc tác quang lý tưởng với dải tần ước tính 2,7 eV, ứng dụng bị hạn chế tái kết hợp nhanh chóng điện tử tạo từ quang lỗ; hấp thụ hạn chế ánh sáng nhìn thấy  Vì vậy, kết hợp g-C3N4 với chất bán dẫn khác để tạo thành dị liên kết, pha tạp nguyên tố, lắng đọng đồng chất xúc tác chức hóa bề mặt, v.v sử dụng để cải thiện hiệu suất quang xúc tác g-C 3N4:  In2O3 / g-C3N4  SnO2-Bo-Photphorua/ g-C3N4  Ngồi cịn có loại vật liệu, bao gồm số oxit kim loại, khung kim loại-hữu (MOF),vật liệu dựa graphene, sử dụng trình chuyển đổi CO2 quang xúc tác 29 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA CO2 Quang xúc tác 30 KẾT LUẬN Sự phát triển cơng nghệ xúc tác để hydro hóa có chọn lọc CO thành metanol nhằm giúp giảm đáng kể lượng CO phát thải từ nhiên liệu hóa thạch, đồng thời sản xuất lượng lớn hóa chất nhiên liệu có ích Thành phần đặc điểm cấu trúc vật liệu xúc tác nano cốt lõi ảnh hưởng đến hiệu suất chuyển hóa có chọn lọc CO Hệ xúc tác Cu/ZnO sử dụng rộng rãi tối ưu hiệu suất giá thành so với hệ xúc tác khác Việc xác định chế phản ứng cấp độ phân tử giúp cung cấp tranh thực tế đường phản ứng khác chất xúc tác bề mặt, cho phép thiết kế tối đa hóa số lượng vị trí hoạt động / chọn lọc xúc tác cho chuyển hóa có chọn lọc metanol Trong số vật liệu xúc tác thay cho hệ Cu-ZnO, hệ xúc tác dựa Pd, Au In 2O3 có đủ tiềm để vượt qua hạn chế hệ Cu-ZnO thông thường, chúng cần cải tiến để đáp ứng yêu cầu ứng dụng chuyển hóa có chọn lọc methanol từ CO2 công nghiệp 31 L/O/G/O Thank You! www.Thuyettrinhvideo.com 32 ... chức hóa ống nano titan dẫn đến khả hấp phụ CO cao đạt giảm CO2 xúc tác hiệu 26 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA CO2 Quang xúc tác 27 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA CO2 Quang xúc tác Sơ đồ chuyển hóa CO2. .. PHÁP CHUYỂN HĨA CO2 Xúc tác đồng thể Cơ chế đề xuất sau: 23 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA CO2 Xúc tác đồng thể Cơ chế đề xuất sau: 24 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA CO2 Xúc tác điện hóa  Sự hoạt hóa. .. VỀ Ô NHIỄM CO2 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA CO KẾT LUẬN TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM CO2 TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM CO2 TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM CO2 TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM CO2 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN HÓA CO2  o Các