Hcmute nghiên cứu tính chất hấp phụ của than hoạt tính methanol ứng dụng năng lượng mặt trời

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT HẤP PHỤ CỦA THAN HOẠT TÍNH –METHANOL ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI S K C 0 9 MÃ SỐ: SV2012-33 S KC 0 5 Tp Hồ Chí Minh, 07/2012 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM  ĐỀ TÀI NCKH SINH VIÊN NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT HẤP PHỤ CỦA THAN HOẠT TÍNH –METHANOL ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI MÃ SỐ: SV2012-33 THUỘC NHĨM NGÀNH:CƠNG NGHỆ NHIỆT-ĐIỆN LẠNH GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Ts.HỒNG AN QUỐC NGƯỜI CHỦ TRÌ: BÙI TIẾN TRÍ MSSV:08213037 NGƯỜI THAM GIA: LÝ QUỐC THẮNG MSSV:08213032 ĐƠN VỊ: KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC TPHCM,THÁNG NĂM 2012 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM Độc lập – Tự – Hạnh phúc TPHCM,THÁNG NĂM 2012 Luan van BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Quốc GVHD: Ts Hoàng An *************** **************** NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KHOA: CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BỘ MƠN: CƠNG NGHỆ NHIỆT – ĐIỆN LẠNH NIÊN KHÓA: 2008 – 2012 ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT HẤP PHỤ CỦA THAN HOẠT TÍNH-METHANOL ỨNG DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI SINH VIÊN THỰC HIỆN: LÝ QUỐC THẮNG BÙI TIẾN TRÍ Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hoàn thành đồ án: Giáo viên hướng dẫn: 08213032 08213037 25/02/2012 25/06/2012 Ts HOÀNG AN QUỐC Giáo viên hướng dẫn Chủ nhiệm môn Ts LÊ XN HỊA QUỐC Ts HỒNG AN LỜI CẢM ƠN Tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol Luan van Trang BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Quốc GVHD: Ts Hoàng An Lời đầu tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu, Quý Thầy Cô trường đặc biệt Quý Thầy Cô phụ trách Bộ môn Công Nghệ Nhiệt – Điện Lạnh, Khoa Cơ Khí Động Lực Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM tận tình dạy bảo, truyền đạt kiến thức tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em suốt trình thực đồ án Sau học xong tất môn liên quan đến chuyên ngành Công nghệ nhiệt – Điện lạnh khóa học, cộng thêm mơn thực tập xưởng, giúp chúng em hiểu rõ lý thuyết thấy cụ thể cấu tạo nguyên lý hoạt động phận chi tiết máy mà từ trước đến chúng em nhìn thấy qua sách Từ kiến thức thực tế vậy, chúng em nghĩ hữu ích cho sinh viên ngành lạnh, sở để chúng em tìm kiếm cơng việc phù hợp với sau rời khỏi ghế nhà trường Ngồi kiến thức chun mơn, cộng với hướng dẫn tận tình, Q Thầy Cơ không giải đáp thắc mắc, đưa lời giải thích giúp chúng em hiểu mà cịn cho chúng em cách thức học làm việc theo nhóm, học giờ, cách thiết kế trình bày báo cáo,…Những giúp đỡ chắn chúng em không quên Chúng em muốn gửi lời cảm ơn đặc biệt đến Thầy Hoàng An Quốc, người truyền đạt cho chúng em kiến thức sâu sắc, cung cấp cho chúng em tài liệu quý báu liên quan đến đề tài, tận tình hướng dẫn, quan tâm theo dõi động viên chúng em trình thực đồ án tốt nghiệp Nhận đề tài từ Thầy, chúng em cố gắng gặp nhiều khó khăn q trình thực nên đồ án chưa hồn thiện Chúng em mong nhận giúp đỡ hướng dẫn thêm Quý Thầy Cô Chỉ vỏn vẹn trang giấy, chúng em bày tỏ hết biết ơn Thầy Cô ngày qua tận tình hướng dẫn bảo cho chúng em Một lần nữa, chúng em nói lời cảm ơn chân thành đến Quý Thầy Cô chúc Quý Thầy Cô thật nhiều sức khỏe để tiếp tục cơng việc trồng người Chúng em xin chân thành cảm ơn! LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại khoa học kỹ thuật phát triển, nhu cầu lượng ngày tăng nguồn lượng truyền thống than đá, dầu mỏ Tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol Luan van Trang BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Quốc GVHD: Ts Hoàng An dần cạn kiệt, giá thành cao, nguồn cung không ổn định, nhiều nguồn lượng thay nhà khoa học quan tâm Việc tìm kiếm khai thác nguồn lượng lượng hạt nhân, lượng địa nhiệt, lượng gió lượng mặt trời hướng quan trọng kế hoạch phát triển lượng, nước phát triển mà với nước phát triển Việt Nam Việc tiếp cận để tận dụng nguồn lượng khơng góp phần cung ứng kịp nhu cầu lượng xã hội mà giúp tiết kiệm điện giảm thiểu ô nhiễm môi trường Năng lượng mặt trời - nguồn lượng tiềm tàng - loài người thực đặc biệt quan tâm Do việc nghiên cứu nâng cao hiệu thiết bị sử dụng lượng mặt trời triển khai ứng dụng chúng vào thực tế vấn đề có tính thời cấp bách Vì vậy, sử dụng lượng mặt trời nguồn lượng chỗ để thay cho dạng lượng truyền thống, đáp ứng nhu cầu vùng dân cư kế sách có ý nghĩa mặt kinh tế Hiện Việt Nam có xu hướng ngiên cứu đem vào sử dụng máy lạnh hấp phụ sử dụng lượng mặt trời thay cho máy lạnh nén nằm tận dụng tối đa nguồn lượng.Trong đề tài nghiên cứu khoa học nhóm chúng em giao nhận đề tài “Nghiên cứu tính chất hấp phụ than hoạt tính –methanol ứng dụng lượng mặt trời” NHẬN XÉT CỦA GVHD Tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol Luan van Trang BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Quốc GVHD: Ts Hoàng An Ngày tháng năm 2012 Giáo viên hướng dẫn Ts Hoàng An Quốc MỤC LỤC Phần 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Mục đích đề tài Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Giả thuyết nghiên cứu Tình hình nghiên cứu ngồi nước Những vần đề cịn tồn Tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol Luan van Trang BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Quốc GVHD: Ts Hoàng An Phần 2: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHƯƠNG I: LÝ THUYẾT VỀ HẤP PHỤ CHƯƠNG II: TÍNH CHẤT HẤP PHỤ CỦA THAN HOẠT TÍNH VÀ METHANOL CHƯƠNG III: CÁC ỨNG DỤNG KHÁC CỦA THAN HOẠT TÍNH VÀ METHANOL Phần 3: KẾT LUẬN Phần 4: TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Mục đích đề tài Đề tài nghiên cứu “ Tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol “để tìm hiểu đưa kết luận nhằm khẳng định hiệu lượng máy lạnh hấp phụ cặp vật liệu Ngoài ra, đánh giá khả triển khai ứng dụng cặp cặp vật liệu ngành kỹ thuật lạnh nói riêng đời sống nói chung Đối tượng nghiên cứu:  Đối tượng nghiên cứu: Máy lạnh hấp phụ sử dụng lượng mặt trời  Phạm vi nghiên cứu: Tính chất hấp phụ cặp mơi chất than hoạt tính methanol dùng lượng mặt trời để gia nhiệt Tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol Luan van Trang BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Quốc GVHD: Ts Hoàng An Phương pháp nghiên cứu  Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Tài liệu thu thập từ nhiều nguồn khác nhau, ví dụ: tạp chí khoa học, báo cáo nghiên cứu đăng tạp chí, sở liệu (Medline, CD, luận văn thạc sĩ, luận án tiến sĩ, internet…) Chúng ta lựa chọn nguồn tài liệu ưu tiên theo thứ tự sau:  Bắt đầu tổng hợp rộng tài liệu nghiên cứu tổng quan tìm thấy sách giáo khoa, tạp chí hay tổng hợp tóm tắt  Chuyển tới báo tạp chí Bắt đầu với nghiên cứu gần chủ đề lùi dần theo thời gian Lần theo sách tham khảo cuối báo để khảo sát rộng nghiên cứu;  Chuyển sang sách liên quan đến đề tài  Tìm kiếm viết dự hội thảo đề tài  Tìm kiếm tóm tắt luận văn, luận án có trường đại học  Phương pháp nghiên cứu so sánh: Tìm đề tài cơng nhận,đã có kết xác sau ta đem hai liệu so sánh với Giả thuyết nghiên cứu  Tiết kiệm lượng lớn lượng điện  Đem lại hướng việc nghiên cứu sử dụng NLMT  Kết đạt đề tài khẳng định kiến thức khoa học công nghệ đại Tình hình nghiên cứu nước: Máy lạnh hấp phụ ứng dụng lượng mặt trời khơng cịn đề tài xa lạ ngành kỹ thuật lạnh Mặc dù, nghiên cứu mặt lý thuyết tương đối hoàn chỉnh tìm cặp vật liệu hấp phụ tốt (silicagel-nước,than hoạt tính-NH3…) khơng tránh khỏi số hạn chế chưa giải được:  Giá thành gia công thiết bị cao  Hiệu suất thiết bị thấp  Q trình làm việc chưa ổn định, khơng liên tục, hoàn toàn phụ thuộc vào thời tiết Những vấn đề tồn tại: Việc ứng dụng lượng mặt trời vào máy lạnh hấp phụ nghiên cứu thử nghiệm kỹ lưỡng, đồng thời tạo hướng ngành kỹ thuật lạnh, chưa thuyết phục nhà đầu tư hạn chế nêu Hầu hết, công trình nghiên cứu phục vụ cho giảng dạy thực nghiệm lại nghiên cứu lý thuyết ************************** Tính chất hấpPHẦN phụ than hoạt tính methanol :NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Luan van Trang BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Quốc GVHD: Ts Hoàng An CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT VỀ HẤP PHỤ Trong hóa học q trình xảy chất khí hay chât lỏng bị hút bề mặt chất rắn xốp Chất khí hay gọi chất bị hấp phụ (adsorbent), chất rắn xốp dùng để hút khí hay gọi chất hấp phụ (adsorbate) khí khơng bị hấp phụ gọi khí trơ Q trình ngược lại hấp phụ gọi trình giải hấp phụ hay nhả hấp phụ Trong q trình hấp phụ có toả nhiệt lượng, gọi nhiệt hấp phụ Bề mặt lớn tức độ xốp chất hấp phụ cao nhiệt hấp phụ toả lớn Cơ chế hấp phụ hóa học Cơ chế hấp phụ vật lý chất khí 1) Có q trình hấp phụ - Hấp phụ vật lý: hấp phụ đa phân tử (hấp phụ nhiều lớp), lực liên kết lực hút phân tử (Vanderwaals), không tạo thành hợp chất bề mặt Ưu điểm trình thuận nghịch, cách hạ thấp áp suất riêng chất bị hấp phụ hay nhiệt độ, chất bị hấp phụ nhanh chóng nhả mà khơng chất hóa học khơng thay đổi Hấp phụ vật lý có tốc độ hấp phụ diễn nhanh - Hấp phụ hóa học: hấp phụ đơn phân tử (hấp phụ lớp), lực liên kết lực liên kết hóa học, tạo thành hợp chất bề mặt Lực liên kết hấp phụ hóa học manh nhiều so với hấp phụ vật lý Do lượng nhiệt tỏa lớn khoảng 20 – 400 kJ/g.mol Tốc độ q trình hấp phụ hóa học phụ thuộc vào nhiệt độ - Giữa hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học thật khó phân biệt, có tiến hành song song, có có giai đoạn hấp phụ vật lý tuỳ thuộc tính chất bề mặt chất hấp phụ chất bị hấp phụ, tuỳ thuộc vào điều kiện trình (nhiệt độ, áp suất ) 2) Nhiệt hấp phụ: Tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol Luan van Trang BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Quốc GVHD: Ts Hoàng An Nhiệt hấp phụ hóa học lớn, từ 40 ÷ 800 kJ/mol, nhiều gần nhiệt phản ứng hóa học Vì tạo thành mối nối hấp phụ bền muốn đẩy chất bị hấp phụ khỏi bề mặt xúc tác rắn cần nhiệt độ cao Nhiệt hấp phụ lý học thường không lớn, gần nhiệt hóa lỏng hay bay chất bị hấp phụ điều kiện hấp phụ thường nhỏ 20 kJ/mol 3) Tính chất hấp phụ: Hấp phụ lý học thường xảy nhiệt độ thấp, nhiệt độ tăng lượng chất hấp phụ giảm Hấp phụ hóa học thường tiến hành nhiệt độ cao hấp phụ lý học, nhiệt độ thấp lượng chất hấp phụ hóa học giảm nhiệt độ lớn nhiệt độ tối ưu lượng chất hấp phụ hóa học giảm 4) Năng lượng hoạt hóa hấp phụ: Hấp phụ hóa học tiến hành chậm có lượng hoạt hóa lớn gần lượng hoạt hóa phản ứng hóa học, phụ thuộc khoảng cách nguyên tử chất bị hấp phụ trung tâm bề mặt chất rắn.Hấp phụ lý học tiến hành nhanh lượng hoạt hóa khơng 5) Tính chất điểm hấp phụ: Hấp phụ hóa học tạo thành mối nối bền vững tính chất gần giống mối nối hóa học Chúng mối nối hóa trị, ion, đồng hóa trị Trong q trình tạo thành mối nối có di chuyển điện tử chất bị hấp phụ chất hấp phụ, tức có tác dụng điện tử phần tử hấp phụ bề mặt chất rắn Hấp phụ lý học khơng hình thành mối nối Sự tương tác phân tử bị hấp phụ với electron chất rắn yếu Giữa chất rắn phân tử bị hấp phụ coi hệ thống, hợp chất thống 6) Tính thuận nghịch hấp phụ: Hấp phụ lý học thuận nghịch, nói cách khác trình trạng thái cân động: hấp phụ - nhả hấp phụ Hấp phụ hóa học khơng phải trình thuận nghịch Tuỳ theo đặc tính mối nối liên kết hóa học mà tính chất thuận nghịch q trình hấp phụ khác Có q trình hóa học bền vững, tạo thành hợp chất hóa học, ví dụ hấp phụ Oxy lên kim loại tạo Oxit kim loại, hấp phụ lên than cho CO2, CO 7) Sự chọn lọc hấp phụ: Hấp phụ hóa học có tính chất chọn lọc cao, phụ thuộc vào tính chất bề mặt chất rắn tính chất chất bị hấp phụ Hấp phụ lý học khơng có chọn lọc, tất bề mặt chất rắn có tính chất hấp phụ lý học 8) Các nhân tố ảnh hưởng đến q trình hấp phụ: Ảnh hưởng mơi trường: Giữa mơi trường chất tan thường có cạnh tranh hấp phụ lên bề mặt vật rắn Về mặt nhiệt động học, cấu tử có sức căng bề mặt Tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol Luan van Trang BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Quốc GVHD: Ts Hoàng An millitor, quan sát thấy trình hấp phụ ban đầu nhanh sau q trình hấp phụ chậm nhiều Carpenter đồng nghiệp oxy hóa nhiều loại than nhiệt độ khác nhau, nhận thấy hấp phụ hóa học oxy tuân theo phương trình Elovich thời gian phút Khi thời gian oxy hóa tăng lên, lượng oxy hấp phụ hóa học vượt q lượng tính từ phương trình Elovich Việc tạo thành tâm hấp phụ trình giải hấp oxy CO2, CO nước giải phóng Puri Bansal, nghiên cứu clo hóa than đường than gáo dừa nhiệt độ khác khoảng 30 đến 1200oC, nhận thấy hydro bị hấp phụ hóa học giải phóng số bước, phụ thuộc vào nhiệt độ Những nhà nghiên cứu cho hydro than chì liên kết với dạng tâm khác lượng hoạt hóa Lussow đồng nghiệp nghiên cứu động học trình hấp phụ oxy mặt graphon hoạt hóa tới mức độ đốt cháy khoảng 0-35% khoảng nhiệt độ 450oC đến 675oC Lượng oxy hấp phụ hóa học tăng mạnh nhiệt độ 400oC, lớn gần lần Người ta thấy áp suất oxy tăng từ 0.5 đến 700 torr, lượng oxy hấp phụ hóa học gần tăng gấp đơi Những kết tồn nhiều loại vùng lượng hoạt hóa Ở nghiên cứu sau này, Walker cộng nghiên cứu tốc độ hấp phụ hóa học oxy graphon hoạt hóa, với 14.4% bị đốt cháy nhiệt độ khoảng 300 oC tới 625oC với áp suất oxy 0.5 torr, quan sát thấy tốc độ hấp phụ khác , 250oC Hơn cịn có tăng nhanh lượng oxy bão hòa nhiệt độ 250oC hay khoảng thời gian dài Điều có mặt loại tâm hoạt động khác lượng hoạt hóa chúng Năng lượng hoạt hóa q trình hấp phụ tâm tương đối hoạt đơng tìm khoảng 30 kJ/Mol Bansal nghiên cứu động học trình hấp phụ hóa học hydro mẫu graphon với áp suất oxy nhiệt độ hấp phụ Tốc độ hấp phụ hóa học hydro thấp so với oxy Chỉ loại tâm hoạt động tìm nhiệt độ hấp phụ 6000C Những thí nghiệm hấp phụ hóa học hydro khơng thể thực nhiệt độ cao mặt graphon bị đốt cháy sinh khí làm nhiễu phép đo động học Puri đồng nghiệp Bansal thu chứng thuyết phục cho tồn tâm hoạt động hoàn toàn khác nhau, chúng gọi tâm chưa bão hòa Những tâm xác định tương tác than với dung dịch hòa tan brom KBr Những tâm tạo nhóm oxy cacbon tạo CO2 bị loại khỏi bề mặt than loại khí nhiệt độ khoảng 350 oC đến 750oC Một mol tâm khơng bão hịa tạo việc loại bỏ moloxy hấp phụ hóa học dạng CO2 Nồng độ tâm hoạt động bề mặt than hoạt tính đo theo ngơn ngữ diện tích mặt phẳng họat động (ASA) ASA, Tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol Luan van Trang 27 BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Quốc GVHD: Ts Hoàng An theo nhà khoa học, số độ hoạt động hóa học bề mặt than, định khả xúc tác phản ứng bề mặt than ASA xác định từ lượng oxy hấp phụ hóa học 300 oC 24h áp suất oxy ban đầu 0.5 torr Giả sử phân tử oxy hấp phụ hóa học nguyên tử carbon, mà nguyên tử carbon chiếm diện tích 0.083 nm, lượng oxy hấp phụ hóa học chuyển đổi sang ASA Các nhà khoa học hoạt hóa graphon với mức độ đốt cháy khác để tạo lượng tương ứng ASA thấy ASA tăng với độ đốt cháy liên hệ độ hoạt động graphon với oxy Tuy nhiên, ngày người ta tìm than có gắn với vài loại nhóm tâm hoạt động, nhóm lại gắn với lượng phụ thuộc lượng hoạt hóa Tóm lại, cần thu liệu từ điều kiện thích hợp để chắn hoạt động bề mặt không chịu ảnh hưởng phản ứng vùng hoạt động Hoffman nghiên cứu hấp phụ hóa học vài hydrocarbon propylen, ethylen, propan methan graphon hoạt động, nhận thấy độ hấp phụ hydrocarbon tăng ứng với graphon có mức độ đốt cháy nhiều hơn, tăng ASA graphon Tuy nhiên, ASA hydrocarbon nhỏ nhiều so với ASA oxy mức độ đốt cháy Hơn nữa, propylen có ASA lớn ethylen, methan n-butan Điều kích cỡ lớn phân tử hydrocarbon này, hấp phụ tâm hoạt động che tâm bên cạnh, làm chúng khơng thể tham gia hấp phụ hóa học Do vậy, ASA có ý nghĩa liên quan đến hấp phụ hóa học thành phần riêng biệt Dentzer nghiên cứu khả hấp phụ giải hấp phức bạc diamin từ dung dịch amoni graphit hoạt hóa với mức độ cháy khác thấy lượng bạc hấp phụ tăng mức độ đốt cháy tăng Một quan hệ tuyến tính lượng bạc bị hấp phụ ASA xác định phương pháp Walker Điều tương tác khử bạc diamin với tâm họat động than tạo bạc kim loại bị hấp phụ tâm hoạt động Bansal cộng cho tồn tâm hoạt động khác xếp không gian nguyên tử carbon bề mặt Khi bề mặt than có phân tử khí vào, phức hoạt động tạo nguyên tử khí nguyên tử cacbon bề mặt có cấu hình khác nhau, phụ thuộc vào khoảng cách nguyên tử carbon, tạo phụ thuộc lượng hoạt hóa q trình hấp phụ hóa học Sherman Eyring tính tốn lý thuyết lượng hoạt động hấp phụ hóa học hydro mặt than tìm giá trị phụ thuộc vào khoảng cách C-C Một phép so sánh giá trị lý thuyết Sherman Eyring giá trị thực nghiệm thu Bansal đưa Sự thống giá trị thực nghiệm lí thuyết cho thấy điều khoảng cách C có tác động loại tâm hoạt động khác hấp phụ hóa học xảy Tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol Luan van Trang 28 BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Quốc GVHD: Ts Hồng An 7.7 Biến tính bề mặt than hoạt tính Đặc điểm quan trọng thú vị than hoạt tính bề mặt biến tính thích hợp để thay đổi đặc điểm hấp phụ làm cho than trở nên thích hợp ứng dụng đặc biệt Sự biến tính bề mặt than hoạt tính thực tạo thành dạng nhóm chức bề mặt khác Các nhóm chức bao gồm nhóm chức oxy – cacbon tạo thành oxy hóa bề mặt than với khí dung dịch oxy hóa Nhóm chức bề mặt cacbon – hydro tạo thành q trình xử lý than hoạt tính với khí hydro nhiệt độ cao Nhóm chức cacbon – lưu huỳnh q trình xử lý than hoạt tính với lưu huỳnh nguyên tố, CS2, H2S, SO2 Cacbon – nitơ q trình xử lý than hoạt tính với amoniac Cacbon – halogen tạo thành trình xử lý than hoạt tính với halogen pha khí dung dịch Vì nhóm chức liên kết giữ cạnh góc lớp vịng thơm, thành phần cạnh góc chủ yếu bề mặt hấp phụ, nên người ta hi vọng biến tính than hoạt tính thay đổi đặc trưng hấp phụ tương tác hấp phụ than hoạt tính Thêm vào đó, biến tính bề mặt than thực q trình khử khí việc mang kim loại lên bề mặt Ảnh hưởng nhóm chức bề mặt oxy– cacbon lên đặc trưng tính chất bề mặt thảo luận Trong phần chủ yếu đề cập đến ảnh hưởng biến tính khác lên đặc điểm chất hấp phụ than hoạt tính 7.7.1 Biến tính than hoạt tính N2 Than hoạt tính chứa lượng khơng đáng kể nhóm chức nitơ Tuy nhiên, phản ứng pha khí với dimethylamin 150oC 1h, với NH3 khô 300oC hơn, tạo lượng đáng kể nhóm chức C-N bề mặt Boehm cộng Rivera-Utrilla cộng sự, thấy than hoạt tính oxy hóa đun nóng với NH3 khơ, nhóm nitơ tạo thành bề mặt Ở nhiệt độ thấp cố định Nitơ cân với số nhóm oxy axit bề mặt cho tạo thành muối amoni Tuy nhiên, nhiệt độ cao thay nhóm hydroxyl nhóm amin thừa nhận, than trở nên kỵ nước giảm đáng kể khả hấp phụ xanh methylen Puri Mahajan thấy tương tác than đường với khí NH3 khơ liên quan đến trung hịa nhóm chức axit bề mặt cố định thêm số lượng NH3 dạng thủy phân Nhưng nhà nghiên cứu không cho cố định NH3 với nhóm bề mặt than Tuy nhiên, Puri Bansal thấy trình xử lý than đường khử trùng clo với NH3 nhiệt độ 300oC thu thay phần clo nhóm amin Than thu thể khả hấp phụ tăng axit Sự tăng lên khả hấp phụ axit tương ứng với lượng nitơ cố định, trao đổi C-Cl liên kết C-NH2 Sự tương tác khí NH3 với sợi cacbon trước sau oxi hóa cho thấy NH3 phản ứng với nhóm lacton Tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol Luan van Trang 29 BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Quốc GVHD: Ts Hoàng An anhydrid, dẫn đến tạo thành cấu trúc imid Zwadski xử lý than với NH3 trước sau oxi hóa với HNO3, sử dụng phổ IR, thấy khơng có hấp phụ nhóm amide, phổ IR có phản ứng NH3 với cấu trúc lactone lớp cacbon 7.7.2 Biến tính bề mặt than halogen Đặc điểm bề mặt than, than hoạt tính muội biến tính số phương pháp xử lý với halogen Sự hấp phụ halogen gồm hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học, q trình thơng qua số chế bao gồm cộng hợp tâm chưa bão hòa, trao đổi với H2, hấp phụ hóa học oxi hóa bề mặt than Các chế phụ thuộc vào chất bề mặt than, hàm lượng oxy, hydro than, điều kiện thí nghiệm chất loại halogen Halogen cố định bề mặt than dạng hợp chất cacbon-halogen có độ bền nhiệt cao khơng thể loại bỏ xử lý nhiệt chân không 1000oC than khơng cịn dư hydro Tuy nhiên, phần halogen trao đổi với nhóm OH xử lý với kiềm trao đổi với nhóm NH2 xử lý với khí NH3 Do đó, dạng hấp phụ hóa học hay hấp phụ vật lý biến tính hồn tồn đặc điểm bề mặt phản ứng bề mặt than Ví dụ, cố định Clo Brom tạo phân cực liên kết hydro mà tương tự với liên kết phổ biến than liên kết với nhóm oxi bề mặt Liên kết C-Cl C-Br trao đổi với nhóm chức khác tạo loại hợp chất bề mặt Puri Bansal nghiên cứu đặc trưng bề mặt tương tác bề mặt than đường, than gáo dừa biến tính với halogen Tỷ khối than tăng tuyến tính tăng lượng clo cố định than Tuy nhiên, độ axit bề mặt than lại nhiều thay đổi Người ta thấy cố định clo dẫn đến nhiều dạng cấu trúc lỗ xốp phân bố kích thước mao quản, thay đổi vị trí mật độ tâm hoạt động Thay clo hấp thụ bề mặt nhóm chức khác Puri cộng Boehm nghiên cứu cách đun hồi lưu than clo hóa với NaOH 2,5M xử lý với amoniac để thay nhóm clo nhóm amin Sự có mặt nhóm amin làm bề mặt than có tính chất kiềm, điều làm tăng đáng kể khả hấp phụ axit 7.7.3 Biến tính bề mặt than lưu huỳnh hóa Các hợp chất cacbon-lưu huỳnh bề mặt nghiên cứu rộng rãi than gỗ, than hoạt tính, muội than Các hợp chất tạo thành suốt sau trình tạo thành than Trong trường hợp cacbon hoạt tính, chúng thơng thường tạo thành đun nóng than có mặt lưu huỳnh nguyên tố chất khí có lưu huỳnh CS2, SO2 Những hợp chất lưu huỳnh bề mặt không hợp thức khoảng rộng thành phần phụ thuộc vào chất than, điều kiện thực nghiệm, độ lớn bề mặt than Những hợp chất thường chứa lượng đáng kể lưu huỳnh, lên tới 40-50% Những hợp chất lưu huỳnh bề mặt chiết với dung môi bị phân hủy cách hoàn toàn xử lý nhiệt Tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol Luan van Trang 30 BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Quốc GVHD: Ts Hồng An mơi trường trơ, nhiên chúng bị loại bỏ hoàn toàn xử lý khoảng 500-7000oC với H2 Sự hấp phụ hóa học lưu huỳnh lên bề mặt than bao gồm liên kết với nguyên tử cacbon bên ngồi, cộng vị trí nối đơi, thâm nhập vào bên cấu trúc mạng, trao đổi lấy hydro oxygen liên kết với bề mặt cacbon Như nguyên tử cacbon ngoại vi, hóa trị khơng thỏa mãn chúng định đặc điểm hấp phụ than hoạt tính, lý để tin có mặt chất lưu huỳnh bề mặt ảnh hưởng tới tính chất bề mặt vật liệu Sự ảnh hưởng hợp chất lưu huỳnh bề mặt lên hấp phụ chất phân cực khơng phân cực có kích thước phân tử thay đổi nghiên cứu Puri Hazra Sự hấp phụ nước tăng đáng kể áp suất tương đối thấp 0.4 giảm áp suất cao Lượng lưu huỳnh liên kết tăng làm tăng ảnh hưởng cho thay đổi phân bố kích thước lỗ xốp gây cố định lưu huỳnh dọc theo thành lỗ Đường đẳng nhiệt hấp phụ metanol benzen phân tử lớn tìm bề mặt càng nhỏ nhiều lưu huỳnh liên kết lỗ Cacbon Saran lưu hóa than hóa 900oC thêm vào lượng lưu huỳnh khác khoảng 1-12 % sử dụng Sinha Walker để loại bỏ thủy ngân từ khơng khí hay nước Khi nước bị nhiễm bẫn đưa qua lớp than 150oC lượng thủy ngân tích lũy dòng nước thấp so với than chưa lưu hóa Điều dẫn tới phản ứng thủy ngân với lưu huỳnh bề mặt than, tạo thành thủy ngân sunphua Các nhà nghiên cứu Lopez-Gonzalev phát than hoạt tính lưu hóa chất hấp phụ tốt để loại bỏ HgCl2 khỏi dung dịch nước 7.7.4 Biến tính than hoạt tính cách tẩm Than hoạt tính tẩm kim loại oxit chúng phân tán dạng hạt nhỏ sử dụng rộng rãi vài phản ứng pha khí công nghiệp để bảo vệ người chống lại khí độc Những loại than sử dụng lần chiến tranh giới thứ để bảo vệ hệ hô hấp binh lính chống lại chiến tranh khí Hơn nữa, việc mang kim loại lên vật liệu có cacbon làm giảm đặc điểm khí hóa thay đổi cấu trúc lỗ sản phẩm cacbon cuối Vì vậy, việc mang chất lên than hoạt tính sử dụng để thu than hoạt tính có cấu trúc vi lỗ xác định Than hoạt tính tẩm KI hợp chất tương tự, với amine, bao gồm pyridin sử dụng rộng rãi công nghiệp hạt nhân để trì hợp chất phóng xạ iot từ tác nhân làm lạnh hệ thống thơng gió KI mang than hoạt tính phản ứng với nhóm oxi - cacbon bề mặt than thay đổi trạng thái hấp phụ chúng, cải thiện khả than hoạt tính để trì metyliot phóng xạ Tính chất hấp phụ than hoạt tính làm thay đổi mang lên pyridin Khả phản ứng than có mang clo-xianua tăng với việc tăng Tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol Luan van Trang 31 BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Quốc GVHD: Ts Hoàng An lượng chất mang Tuy nhiên, khả phản ứng thay đổi từ pyridin tới pyridine khác không thiết theo thứ tự tính nucleophilvà tính bazơ chúng Barnir Aharoni so sánh hấp phụ clo-xianua than hoạt tính trước sau mang lên Cu(II), Cr(VI), Ag(I), NH4+ tỉ lệ cho trước Sự hấp phụ clo-xianua thuận nghịch trường hợp than hoạt tính, trở thành khơng thuận nghịch sau tẩm khả hấp phụ không đổi Reucroft Chion so sánh trạng thái hấp phụ than hoạt tính BPL trước sau tẩm với Cu(II), CrO42-, Ag(I) cho clorofor, cynogen chlorua, phosgen hydrogen xyanua Cacbon tẩm cho thấy khả hấp phụ hóa học khả hấp phụ vật lý, khả hấp phụ hóa học giải thích rõ phosgen, cynogen clorua hygro xyanua Tất than tẩm giữ lại lượng đáng kể ba chất mang lên sau qua sấy chân không 150oC Sự hấp phụ nước mà hỗn hợp nước với HCN tăng gấp mười lần so với than hoạt tính thơng thường So sánh than hoạt tính với vật liệu hấp phụ khác Chất hấp phụ Than hoạt tính silicagel Đặc tính Bề mặt kị nước hấp phụ chất hữu có nước khơng khí ứng dụng Trong kỹ thuật dùng để thu hồi môi chất hữu cơ,trong y tế dùng để lọc khơng khí Khả hút Hấp phụ chất ẩm cao phân cực,các khí dễ phân cực Khả hấp phụ hợp chất phân cực chất nối đôi phân cực Alumogel Dùng để hấp phụ chất hữu phân cực, khử mùi… Than bùn Là sản phẩm phân hủy thưc vật, có màu nâu sáng Chất hấp phụ Chế tao zeolite Nhược điểm Khó tái sinh đóng cặn dễ bắt cháy tái sinh,kém bền mặt học không hiệu ZMS tách vết nước khơng khí Dùng để hấp Giữ hoạt Thể tích lỗ xốp phụ tính nhiệt nhỏ,lượng chứa lớn (150- hấp phụ 250oC) so với chất hấp phụ khác Sấy khơ khơng khí,khử mùi, hấp phụ florua, asen Hấp phụ chất hữu phân cực kim loại Hấp phụ nhiều Tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol Luan van Ưu điểm Có khả phục hồi,bề mặt hiệu lên đến 105 – 106 m2/kg,giá rẽ Năng suất cao rây phân tử ZMS(zeolite) Chịu mịn, khơng phân hủy nước Hấp phụ nhiều loại cất hữu Diện tích bề mặt có nhiều lỗ xốp Hấp phụ so với chất hấp phụ khác ứng dụng nhiều Khó chế tạo, Trang 32 BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Quốc poyme GVHD: Ts Hoàng An vật liệu tổng chất hữu hợp cơ: phenol, hấp nghiệp phụ màu từ chất nước thải, thu hồi protein cơng đắt tiền hóa Silicagel Than bùn II Chất hấp phụ polyme Methanol Metanol cịn gọi methylacohol rượu gỗ, có cơng thức hoá học CH3OH, khối lượng phân tử 32,042 Năm 1661 lần RobertBoyle thu Metanol Tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol Luan van Trang 33 BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Quốc GVHD: Ts Hoàng An sau tinh chế gỗ giấm sữa vơi Sau vào năm 1857 Berthelot tổng hợp Metanol cách xà phịng hố methychlorde Trong khoảng từ 1930 tới 1933 có nguồn quan trọng để sản xuất Metanol từ giấm gỗ thu chưng khô gỗ Tới đầu năm 1913 Metanol sản xuất phương pháp tổng hợp từ CO H2 Đến đầu năm 1920 M PIER đồng nghiệp hãng BASF dựa phát triển hệ xúc tác ZnO – Cr2O3 tiến bước đáng kể việc sản xuất Metanol với quy mô lớn công nghiệp Vào cuối năm1923 trình thực áp suất cao ( 25 35 MPa, T0 = 320 – 450oC ) chúng sử dụng công nghiệp sản xuất Methanol 40 năm Methanol áp suất thấp ( 5- 10 MPa, T0 = 200 – 300 oC) xúc tác CuO với độ chọn lọc cao Hiện Metanol sản xuất nhiều giới phương pháp tổng hợp áp suất thấp phương pháp chưng từ giấm gỗ chiếm khoảng 0,003% tổng lượng Methanol sản xuất Tính chất vật lý Metanol chất lỏng khơng màu , có tính phân cực, tan nước, BenZen, rượu este hầu hết dung mơi hữu Metanol có khả hồ tan nhiều loại nhựa tan chất béo, dầu Metanol dễ tạo hỗn hợp cháy nổ với không khí (7 –34 %) , độc cho sức khoẻ cho người , với lượng 10ml trở lên gây tử vong Một số số vật lý quan trọng Metanol : Tên Hằng số Nhiêt độ sơi ( 101,3 KPa) 64,7 0C Nhiệt độ đóng rắn - 97,8 0C Tỷ trọng chất lỏng ( O0C - 101,3 KPa) 0,81000 g/cm3 Tỷ trọng chất lỏng ( 00C-101,3 KPa ) 0,78664 g/cm Nhiệt độ bốc cháy 4700C áp suất tới hạn 8,097 MPa Nhiệt độ tới hạn 239,490 C Tỷ trọng tới hạn 0,2715 g/cm3 Thể tích tới hạn 117,9 cm3/mol Hệ số nén tới hạn 0,224 Tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol Luan van Trang 34 BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Quốc GVHD: Ts Hồng An Nhiệt độ nóng chảy 100,3 KJ/kg Nhiệt hố 1128,8 KJ/kg Nhiệt dung riêng khí(250C- 101,3 KPa) 44,06 Jmol-1 K-1 Nhiệt dung riêng lỏng(250C- 101,3 KPa) 81,08 Jmol-1 K-1 Độ nhớt lỏng (250C ) 00,5513 mPas Độ nhớt khí (250C) 9,6.10-3 mPas Hệ số dẫn điện (250C ) ( 2-7 ).10-9 Sức căng bề mặt khơng khí (250 C ) 2,2 mN/m Entanpi tiêu chuẩn ( khí 250C – 101,3 kPa ) - 200,94 kJ/mol Entanpi tiêu chuẩn (lỏng 250C – 101,3 kPa ) -238,91 kJ/mol Entropi tiêu chuẩn (khí 250C – 101,3 kPa) 239,88 Jmol –1K-1 Entropi tiêu chuẩn (lỏng 250C – 101,3 kPa) 127,27 Jmol –1K-1 Hệ số dẫn nhiệt lỏng (250C ) 190,16 mWm-1K-1 Hệ số dẫn nhiệt (250C ) 14,07 mWm-1K-1 Giới hạn nổ không khí 5,5 – 44% vol Tính chất hóa học Metanol hợp chất đơn giản dãy đồng đẳng rượu no đơn chức Hố tính định nhóm OH Các phản ứng Methanol theo hướng đứt liên kết C-O O-H đặc trưng thay nguyên tử H hay nhóm OH phân tử Một số phản ứng đặc trưng:  Phản ứng hyđrơ hố: CH3OH + H2  CH4 + H2O  Phản ứng tách nước: 2CH3OH CH3 – O – CH3 + H2 O Điều kiện: Nhiệt độ : 1400 Xúc tác : H2SO4 đặc  Phản ứng ơxy hố : Tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol Luan van Trang 35 BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Quốc GVHD: Ts Hoàng An Khi ơxy hố Metanol xúc tác kim loại ( Ag, Pt, Cu ) hay xúc tác ôxit ( Fe,Mo ) hỗn hợp ôxit (V-Mo, Fe-Mo, Ti-Mo) điều kiện thích hợp ta thu Formandehyde sản phẩm phụ : CH3OH + 1/2O2 CH2O + H2O + Q , H = -159 KJ/mol Nếu ơxy hố sâu tạo axit formic: CH3OH + O2  HCOOH + H2O Nếu ơxy hố hồn tồn thu CO2 H2O: CH3OH + 1/2O2 CO + H2 CH3OH + O2 CO2 + H2O Các phản ứng thực điều kiện có nhiệt độ, xúc tác  Phản ứng dehydro hoá: Khi tham gia phản ứng dehydro hoá tạo thành sản phẩm CH2O CH3OH  CH2O + H2O Một số tiêu quan trọng Metanol : Thành phần Qui định Hàm lượng Metanol  99,85% Tỷ trọng , d420 0,7928 g/cm3 Khoảng nhiệt độ sôi cực đại 10C Hàm lượng tổng andehyde xeton  0,003 wt Hàm lượng etanol  0,001% Hàm lượng hợp chất bay sắt ( tính theo sắt )  2.10-6g/l Hàm lượng lưu huỳnh  0,0001% Hàm lượng clo  0,0001% Hàm lượng nước  0,15% PH 7,0 Thời gian khử màu tối thiểu (kiểm tra KMnO4 ) 30 hút Các phương pháp điều chế methanol 3.1 phương pháp chưng khơ gỗ Tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol Luan van Trang 36 BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Quốc GVHD: Ts Hoàng An Khi khoa học kỹ thuật chưa phát triển phương pháp để sản xuất Methanol cơng nghiệp Sản lượng thấp, tính hiệu kinh tế khơng cao Vì mà khơng có tầm quan trọng thực tế 3.2 phương pháp sản xuất Methanol từ khí tổng hợp Đây phương pháp quan trọng phổ biến Nó đáp ứng tính hiệu kinh tế Hầu hết lượng Methanol giới sản xuất phương pháp 3.3 phương pháp oxi hoá trực tiếp hydrocacbon Phương pháp tổng hợp Methanol cách oxi hoá trực tiếp Metan khơng khí có mặt xúc tác nhiên có nhiều hạn chế nên phương pháp khơng ứng dụng rộng rãi Các sản phẩm chủ yếu tạo thành từ trình là: Methanol, Formaldehit, Acetaldehit, Axeton lượng nhỏ axit, rượu bậc cao, Andehit, Axeton khác tỷ lệ sản phẩm xác định điều kiện nhiệt độ, áp suất chất nguyên liệu 3.4 phương pháp tổng hợp Fischer-Tropsch Phương pháp tìm Đức vào năm 1925 Methanol thu sản phẩm phụ q trình nên chiếm tỷ lệ nhỏ so với tổng sản lượng Methanol giới 3.5 phương pháp oxi hoá metan sulfua trioxit Phản ứng metan sulfua trioxit xẩy axit sulfuric lỏng nhiệt độ (1000C  4500C) áp suất 1000 psi để thu dẫn xuất oxi hố sulfo hố metan có Methanol 3.6 phương pháp hydrat hoá dimetyl ete Quá trình thực tác dụng xúc tác hỗn hợp oxit kim loại mang đất sét tự nhiên phương pháp không ứng dụng nhiều công nghiệp sản xuất Methanol CHƯƠNG 3: CÁC ỨNG DỤNG KHÁC CỦA THAN HOẠT TÍNH VÀ METHANOL Ngoài cặp vật liệu hấp phụ máy lạnh hấp phụ sử dụng lượng mặt trời, than hoạt tính methanol cịn có ứng dụng quan khác Ứng dụng cặp vật liệu có mặt hầu hết lĩnh vực từ đời sống sinh hoạt đến công nghiệp hay lượng Các ứng dụng quan trọng than hoạt tính đời sống Do khả hấp phụ cao than hoạt tính than khơng độc, khơng có mùi, khơng tan dung mơi thơng thường nên ứng dụng rộng rãi công nghiệp đời sống:  Làm mặt nạ phịng chống khí độc Tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol Luan van Trang 37 BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Quốc GVHD: Ts Hoàng An Trong cơng nghiệp sản xuất đường mía dùng than hoạt tính để loại bỏ tạp chất  Dùng than hoạt tính lọc dầu thực vật để loại bỏ tạp chất  Dùng y tế (than dược: carbomedicinalis) để tẩy trùng, chống tiêu chảy, chữa ngộ độc thức ăn  Thiết kế bể lọc nước có sử dụng than hoạt tính nhằm khử phèn (nước có chứa nhiều ion sắt, nhôm), kim loại nặng nước chất độc nguy hiểm cho sức khỏe người  Ngày người ta sản xuất than hoạt tính nhiều mẫu mã hình thức khác nhằm phục vụ cho việc bảo vệ sức khỏe người như: Trong môi trường sống người có nhiều khí độc hoạt động cơng nghiệp thải ra, q trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch (như xăng dầu, than đá…), trình đốt cháy gỗ chất hữu khói thuốc lá….chúng tác nhân gây bệnh nguy hiểm cho người Có thể dùng than hoạt tính để khử độ ẩm nhà,khử mùi tủ lạnh Vai trị methanol cơng nghiệp Mặc dù tiềm methanol lớn có tỷ lệ it methanol sử dụng lại khoảng 70% sản lượng methanol toàn giới sử dụng tổng hợp hóa học để sản xuất hợp chất quan trọng như: Formaldehyde, Dimetyl Terephtalat, MTBE, acid Acetic…   Formaldehyde sản phẩm quan trọng tổng hợp từ Methanol Khoảng 40% Methanol giới đươc dùng tổng hợp formaldehyde với tỷ lệ gia tăng đạt 3% phương pháp tiến hành dựa q trình ơxy hố Methanol khơng khí Chúng khác chủ yếu điều kiện nhiệt độ chất xúc tác sử dụng  Metyl tert - butyl ete (MTBE) sản phẩm tổng hợp phản ứng Methanol iso buten axit trao đổi ion Lượng Methanol sử dụng cho mục đích ngày tăng lĩnh vực nhiên liệu Hợp chất pha vào xăng làm tăng số octan trở nên đặc biệt quan trọng người ta nhận thức độc hại cấu tử hydrocacbon thơm có trị số octan cao địi hỏi loại trừ lượng chì có xăng Tốc độ tăng trưởng MTBE sản xuất từ Methanol hàng năm đạt 12%  Acid acetic đươc sản xuất trình cacbonyl hố Methanol với có mặt CO pha lỏng xúc tác đồng thể Co-I, Rhodi-I Ni-I Phương pháp BASF cổ điển tiến hành áp suất 65Mpa, phương pháp đại (Monsanto) tiến hành áp suất 5Mpa Bằng cách thay đổi điều kiện q trình mà ta thu anhydric acetic hoạc metyl acetat Khoảng 9% lượng Methanol giới dùng để sản xuất axit acetic với mức độ gia tăng hàng năm đạt khoảng 6% Tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol Luan van Trang 38 BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Quốc GVHD: Ts Hoàng An  Các sản phẩm khác Methanol dùng để tổng hợp số lượng lớn hợp chất hữu khác như: acid formic, metyl este acid hữu vô  Sau khủng hoảng dầu mỏ giới vào đầu năm 1970, người ta tập trung vào việc t́m kiếm nguồn nhiên liệu thay Methanol nguồn nhiên liệu thay hứa hẹn cho sản phẩm dầu mỏ Methanol dùng để pha vào xăng, nhiên liệu diesel Nhằm cải thiện số tính chất nhiên liệu  Methanol có nhiệt độ đơng đặc thấp dễ tan nước nên sử dụng hệ thống làm lạnh dạng tinh khiết hỗn hợp với nước glycol Methanol dùng làm chất chống đơng hệ thống làm mát đốt nóng ******************************** PHẦN 3: KẾT LUẬN Sau trình làm đề tài, chúng em rút số kết luận tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol máy lạnh hấp phụ sau:  Nhờ vào q trình hoạt hóa mà than hoạt tính có diện tích bề mặt lớn hơn, cụ thể lỗ xốp có kích thước khác bề mặt có vai trị hấp phụ khác Tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol Luan van Trang 39 BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Quốc     GVHD: Ts Hồng An Nhờ vào giúp cho than hoạt tính có tính đàn hồi tốt làm cho trình hấp phụ diễn nhanh hơn, hiệu vật liệu khác Nhóm oxy bề mặt than hoạt tính yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc bề mặt than làm giảm tính chất hấp phụ than hoạt tính Bề mặt biến tính thích hợp để thay đổi đặc điểm hấp phụ làm cho than trở nên thích hợp ứng dụng đặc biệt Tuy môi chất methanol dễ ảnh hưởng đến người có tính chất hóa học phù hợp với than hoạt tính Ngồi ra, methanol có nhiệt độ sơi thấp phù hợp trình làm lạnh Qua trình so sánh với máy lạnh hấp phụ sử dụng căp vật liệu silicagel nước cho thấy máy lạnh hấp phụ sử dụng cặp vật liệu than hoạt tính methanol hoạt động hiệu hơn, hệ số COP đạt tính tốn -Bằng sở lý thuyết hấp phụ, lý thuyết NLMT, thiết kế chế tạo mẫu máy lạnh phù hợp với điều kiện Việt Nam: Giá thành thấp, nguyên vật liệu dễ kiếm( than sọ dừa, methanol), dễ chế tạo hàng loạt Mục đích luận văn đạt được: nghiên cứu chế tạo thành công máy lạnh hấp phụ NLMT phù hợp nhằm sản xuất nước đá bảo quản lạnh Điều có ý nghĩa lớn nơi chưa có điện lưới Tuy nhiên, để ứng dụng rộng rãi vào thực tế cần có đầu tư nghiên cứu để tiếp tục hoàn thiện, nâng cao hiệu suất mà khơng tăng giá thành Hồn thiện cơng nghệ chế tạo để bảo đảm độ xác cao, giá thành thấp Để nâng cao hiệu máy lạnh hấp phụ rắn việc sử dụng nguồn lượng mặt trời, ta sử dụng nhiệt khói thải, nhiệt thải từ thiết bị tàu biển ngồi khơi Đó hướng phát triển cho máy lạnh hấp phụ rắn khắc phục toán kinh tế …… Hướng phát triển: Để phát triển ứng dụng máy lạnh hấp phụ rắn, ngồi việc sử dụng NLMT, tận dụng nguồn nhiệt thải có nhiệt độ thấp khói thải động điezen để vận hành máy lạnh hấp phụ Việc hiệu trường hợp tàu đánh cá biển, nhiệt thải lớn PHẦN 4: TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Bốn, Hoàng Dương Hùng (2000), Năng lượng mặt trời - lý thuyết ứng dụng, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol Luan van Trang 40 BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Quốc GVHD: Ts Hoàng An [2] Hoàng Dương Hùng (2002), Nghiên cứu nâng cao hiệu thiết bị thu lượng mặt trời để cấp nhiệt điều hồ khơng khí, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Đại học Bách khoa Đà nẵng [3] Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ(1995), Môi chất lạnh, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội [4] Nguyễn Đình Triệu(1999), Các phương pháp vật lý ứng dụng hóa học, Nhà xuất đại học quốc gia Hà Nội [5] Vũ Ngọc Ban(2007), Giáo trình thực tập hóa lý, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội [6] Phạm Nguyên Chương(2002), Hóa kỹ thuật, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [7] Bansal R.C, Goyal M.(2005), Activated Carbon adsorption, Taylor & Francis Group, USA Tính chất hấp phụ than hoạt tính methanol Luan van Trang 41 ... tượng nghiên cứu:  Đối tượng nghiên cứu: Máy lạnh hấp phụ sử dụng lượng mặt trời  Phạm vi nghiên cứu: Tính chất hấp phụ cặp mơi chất than hoạt tính methanol dùng lượng mặt trời để gia nhiệt Tính. .. NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHƯƠNG I: LÝ THUYẾT VỀ HẤP PHỤ CHƯƠNG II: TÍNH CHẤT HẤP PHỤ CỦA THAN HOẠT TÍNH VÀ METHANOL CHƯƠNG III: CÁC ỨNG DỤNG KHÁC CỦA THAN HOẠT TÍNH VÀ METHANOL Phần 3: KẾT... hưởng chất chất hấp phụ: Bản chất độ xốp vật hấp phụ ảnh hưởng lớn đến hấp phụ Vật hấp phụ khơng phân cực hấp phụ chất khơng phân cực tốt, vật hấp phụ phân cực hấp phụ tốt với chất phân cực Tính chất