Nghiên ứu hế tạo xú tá ho quá trình xử lý á hợp hất polylobiphenyl (pcbs) bằng phương pháp khử ở nhiệt độ thấp

Hv tác phong, quy trình th c nghi m, các k thu t phân tíc ctrong phòng thí nghi m.. Quá trình kh trong dòng hydro HDC.... Xúc tác cho quá trình HDC .... Phương pháp khử trong dòng hydro

1 LỜI CAM ĐOAN

u c a

c a PGS.TS Nguy n H ng Liên Các s li u có ngu n g c rõ ràng tuân th

nguyên t c, k t qu trình bày trong lu th c trong quá trình nghiên

Hà Nội, tháng 3 năm 2017

Tác gi lu

ng Qu c Th ng

Em xin c n H ng Liên, i

huy t và s quan tâm h t m c c i th n h c viên

H

v tác phong, quy trình th c nghi m, các k thu t phân tíc ctrong phòng thí nghi m

-các anh ch trong PTN Công ngh L c hóa d u và V t li u xúc tác h p ph , Vi n k

hoàn thành công trình nghiên c u này

em r t nhi u trong nghiên c u và là

M C L C

DANH M C CÁC KÝ HI U VÀ CH VI T T T

DANH M C CÁC B NG

M U 9

Chương 1 TỔ NG QUAN 11

1.1 Gi i thi u d u bi n th 11

1.2 PCBs 11

1.3 nh v ng và các tính ch t phân lo i PCBs 16

1.4 Th ng PCBs t n l c Vi t Nam

1.5 lý PCBs 18

1.5.1 X lý b ng p h p ph 19

1.5.2 X lý b t 19

1.5.3 X lý b p

1.5.4 X lý b c

1.5.5 X lý b ng chi t dung môi 21

1.5.6 X lý b 22

1.5.7 X lý b t và kh k t h p

1.6 Quá trình kh trong dòng hydro (HDC) 23

1.6.1 Gi i thi u v quá trình HDC 23

1.6.2 Xúc tác cho quá trình HDC 23

1.7 V t li u mao qu n trung bình 23

1.7.1 Gi i thi u chung v v t li u mao qu n trung bình 23

1.7.2 V t li u cacbon mao qu n trung bình có tr t t (OMC) 24

1.7.3 ng h p OMC 25

1.7.4 M t s h ph n n hình 27

1.8 ng nghiên c u c a lu 28

Chương 2 THỰ C NGHI M 30 Ệ 2.1 T ng h p h p v t li u cacbon mao qu n trung bình (OMC) 30

2.1.1 T ng h p nh a phenolic 30

2.1.2 T ng h p v t li u OMC-1 31

2.2 T ng h p xúc tác 33

a ch t mang và xúc tác

2.3.1 Ph h p th phân t (UV-vis) 34

2.3.2 Plasma c m ng ghép n i kh i ph (ICP-MS) 34

2.3.3 Kính hi n t quét (TEM) 35

2.3.4 Nhi u x tia X (XRD) 35

2.3.5 H p ph và nh h p ph v t lý N 2 (BET) 35

2.5 Nghiên c u kh n ng c a xúc tác trong quá trình x lý PCBs trong d u

bi n th th i 36

Chương 3 KẾ T QU VÀ TH O LU N 39 Ả Ả Ậ các ch t mang

3.1.1 Ch t mang OMC-1 39

3.1.2 Ch i 40

3.2 Nghiên c u kh h p ph MB c a các ch t mang 42

3.2.1 Xây d ng chu n phân tích MB b ng UV-Vis 42

3.2.2 Nghiên c u kh p ph MB c a các ch i theo th gian 43

3.2.3 Nghiên c u ng c a n n kh c a ch t mang OMC-1 44

a các xúc tác

3.3.1 ng kim lo i th c t trong xúc tác 48

3.3.2 Phân b kim lo i trên b m t ch t mang 48

3.3.3 Di n tích b m t riêng và phân b mao qu n c a các xúc tác 49

3.4 Nghiên c u kh lý PCBs trong d u bi n th th i c a xúc tác b ng nhi th p 5

3.4.1 X lý PCB 28 53

3.4.2 X lý PCB 52 54

3.4.3 X lý PCB 101 55

3.4.4 X lý PCB 153 56

3.4.5 X lý PCB 138 57

3.4.6 X lý PCB 180 58

3.4.7 Kh lý PCBs trong d u bi n th th i c a xúc tác 5%Pd/OMC-1 60

3.4.8 Kh lý PCBs trong d u bi n th th i c a xúc tác 5%Pd/C* 61

K T LU N 64

TÀI LI U THAM KH O 65

PH L C

UV-vis (UV-visible spectrophotometer) Ph h p th phân t

XRD (X-Ray Diffaction) Ph nhi u x tia X

TEM (Transmission Electron Microscopy Kính hi) n t truy n ề

phân gi i cao

DANH M C CÁC B Ụ Ả NG

B ng 1.1 Các c u t c .

B ng 1.2 Tính ch t v t lý c a m t s acrolor 25°C 15

B ng 1.3 Quy chu n Vi t Nam v ng PCBs trong các ch t th i 17

B ng 1.4 ng PCBs trong các ch t th i nguy h i c a m t s c

B ng 1.5 Quy chu n v ng ch t th i nguy h i nhi m PCBs Vi t Nam 18

B ng 1.6 Phân lo i các d ng v t li u mao qu n theo IUPAC 24

B ng 3.1 ng h p ph MB trên các ch t mang 43

B ng 3.2 ng c a n MB t i quá trình h p ph MB trên OMC-1 45

B ng 3.3 N MB còn l i trong dung d ch sau quá trình h p ph theo th i gian 45

B ng 3.4 ng h p ph c a OMC- i n B ng 3.5 Giá tr 1/C e và 1/Q e t i th m h p ph 240 phút 36

B ng 3.6 Th (GC) và t l mang kh i (m/z) c (MS) c ng phân PCBs 41

B ng 3.7 Hi u qu ph n HDC sau 1 gi ph n i v i t ng phân PCBs trên xúc tác Pd/OMC-1 và Pd/C* 60

2 DANH M ỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Công th c c u t o c a PCBs 12

Hình 1.2 Quá trình x lý PCBs b m khí 2

Hình 1.3 Quá trình x lý PCBs b khí 21

Hình 1.4 Các d ng mao qu n theo IUPAC 24

Hình 1.5 C u trúc hình h c c a v t li u OMC 24

Hình 1.6 t o khung c u trúc tinh thê l ng 25

Hình 1.8 ph n ng HDC xúc tác Pd/C* và h H 2 -Mg-Metanol 28

Hình 2.1 Quá trình t ng h p nh a phenolic 30

- .

Hình 2.5 Thi t b 2 33

Hình 2.6 Quá trình t ng h p xúc tác Pd/OCM-1 và Pd/ 34 C* Hình 2.7 th c nghi m x lý PCBs trong d u bi n th th i 36

Hình 3.1 nh TEM c a ch t mang OMC-1 39

Hình 3.2 Ph XRD c a ch t mang OMC-1 39

Hình 3.3 ng nhi t h p ph và nh h p ph v t lý N 2 ng cong phân b mao qu n (b) c a ch t mang OMC-1 40

Hình 3.4 nh TEM c a ch t mang C* 41

Hình 3.5 ng nhi t h p ph và nh h p ph v t lý N 2 ng cong phân b mao qu n (b) c a ch t mang C* 41

Hình 3.6 Ph ch ng tín hi u UV-vis c chu n MB

Hình 3.7 ng chu n phân tích MB 42

Hình 3.8 ng h p ph MB trên các ch t mang 43

Hình 3.9 ng cong h p ph i n u theo th i gian

Hình 3.10 ng nhi t h p ph Langmuir 46

Hình 3.11 ng Pd kim lo i th c t trong xúc tác 47

Hình 3.12 nh TEM c a hai m u xúc tác 5%Pd/OMC-1 và 5%Pd/C* 48

Hình 3.13 ng nhi t h p ph và nh h p ph v t lý N 2 c a hai m u xúc tác 5%Pd/OMC-1 (a) và 5%Pd/C* (b) 50

Hình 3.14 ng cong phân b mao qu n c a hai m u xúc tác 5%Pd/OMC-1 (a) và 5%Pd/C* (b) 50

Hình 3.15 S c a s c ký khí (GC) ng PCBs trong d u bi n th th i 51

Hình 3.17 ng chu n phân tích c a t ng phân PCB 28 (a); PCB 52 (b);

M Ở ĐẦ U

PCBs (Polychlorinated Biphenyls), m t trong 22 nhóm ch t h

s c d ng s d

PCBs là m t nhóm h p ch c c t o thành khi thay th tnguyên t hydro trong phân t biphenyl b ng các nguyên t clo PCBs ng

ng phân [1 3, 20]

m n i tr n t t, không cháy n , nên t nh

c s d ng r t lo i ph ng ccác thi t b n áp, t n, trong ch t l ng th y l c cho cnâng h và m t s ng d ng dân d

n còn t n t i trong nh ng ng d

vì v y, nghiên c x lý hi u qu

chung và trong d u bi n th th i nói riêng là m t v có tính c p thi t

Trên th gi u công trình nghiên c u v quá trình x lý PCBs theo

t, chôn l p, sinh h c, phân h y b ng h

b c x b ng c a lò vi sóng, oxy hóa, kh , nhi t và kh k t h p [13]

cacbon mao qu n trung bình tr t t (OMC - Ordered Mesoporous Carbons) mang tính

cho xúc tác Pd kim lo i cho quá trình HDC PCBs Hi u qu quá trình x lý s c so

Các n i dung chính c a lu m: T ng quan tài li u và t ng quan lý thuy t

T ng h p ch t mang OMC-1; T ng h p xúc tác kim lo i Pd/OMC-1 và Pd

a ch t mang và xúc tác; kh

và C*; Th nghi m ho t tính xúc tác Pd/OMC-1 và Pd/C* cho ph n ng kh nhi t

th p x lý PCBs trong m u d u bi n th th i; Phân tích s n ph m ph n ng b n

CHƯƠNG 1 T Ổ NG QUAN 1.1 Gi i thiớ ệu v d u bi n th ề ầ ế ế

D u bi n th là lo i d u có tính nh nhi cao, s d ng trong các t các thi t b chuy n m ch, ng t m ch, V i kh cách nhi n

n nên d u bi n th mlà t ch t làm mát, ch t ch ng oxy hóa trong các thi t b [11, 12, 16, 31]

D u bi n th c pha ch t d u g c, tinh ch b ng dung

ng b i các Công ty s n xu i tiêu dùng Monsanto

Tuy nhiên, v i nh c tính c a mình, PCBs c s p x p là m t trong 22 nhóm

t trong h c Ballschmiter và Zell s p xtheo s th t t n 209, theo quy t c c a Hi p h i qu c t các nhà hoá h c và ngd

c chia thành 10 nhóm, m i nhóm

c a nguyên t clo trong các vòng biphenyl [33] Công th c c u t o sau:

Hai vòng benzen trong phân t PCBs có th quay quanh c u n i liên k t gi a

ng ph ng ph thu c nhi u vào s nguyên t clo v trí ortho S thay th các nguyên t H v trí ortho b ng các nguyên t clo s làm vòng benzen quay kh i v trí

u Vòng benzen có th quay m t góc 90o so v i vòng benzen còn l i

Clo g n v i cacbon v trí ortho khó c t liên k i các v

Bảng 1.1 Các c u t PCBs dioxin

T n ng ng c a PCBs th ng các h p ch t k t ti không màu H n h plà nh

PCBs th ng m i th ng có màu vàng sáng nh t, trong su t, có th d ng l ng d u, sáp m m ho c tr ng th r n Các ái ng ng c a PCBs ít tan tro ng n c và có tính ái

d u nhi th p, PCBs không k t tinh nh ng s chuy n ng dsa ng nh a d o

PCBs ít tan trong n c nh ng d tan trong các dung môi h u c không phân c c và

ch t CBsP d tan trong d u nên chúng d i vào các chu i th c n, tích óp g trong các mô m c a sinh v t

nh cao mà PCBs c s d ng trong nhi u l nh v c, trong có c

l ng i n môi dùng trong t i n và máy bi n th , ch t l ng chuy n inh t, ch t l ng

th y l c, d u bôi tr n, c ng nh các ch t ph gia trong thu c tr sâu, s n, gi y copy không cbon, ch t díca nh và thu c hãm cho kí hinh n [34]

25oC

Áp subão hòa (mmHg) 25oC

trong

tan

c (mg/L) 25 oC

3,3 -d hlrobiphenyl 3,5 -d hlrobiphenyl ic ic

PCBs r t b n, tr v i axit, baz nhi t th ng B n v ng v m t hóa h c

và sinh hóa c ng nh tính hòa tan m nh ng ch t béo, Ptro CBs ã xâm nh p v chu i ào

th c n nh m t ch t ch l y nh h c K t qu là các tí si ng v t ng u chu i nà

nh ng v t th t và con n i th ng b nhi c cao h n nhi u so v i th c

Có th tìm th y PCBs kh p n i trong n c th i, bùn y s g, trong nôn c bi n, trong t, trong d u th i, trong không khí Vi t Nam, PCBs c tìm th y v i

hàm ng cao nh t trong t là 92 µg/g t nh Tây Ninh (khu sân ba y c ) và th ng

là các h p ch t PCBs b c ccó lo cao PCBs i vào môi tr ng theo b con a ng chính: do th i b ch t th i có PCBs ra các b ãi rác r i t PCBs xâm nh p vào n c

ng m, ra sông, bi n; th h là do thra ai iêu t không hoàn toàn ch t th i ch a có

PCBs khi n cho PCBs có th phân tán vào trong khí quy n; th ba do PCBs rò rlà

t các thi t b i n nh bi n th , t i n S v n uych n c a PCBs trong môi tr n

là do tác ng c a không kh ní, c, ng v t và m t s con ng kh [4]

PCBs, c tính thu c nhóm 2A là nhóm có kh

nhi m PCBs có th gây ra các b nh liên quan t i h th

c ng d ng nhi u trong d u cho các máy bi n th và t n Ngoài r

n có ch a PCBs trong các d ng c và thi t b ; Các ch

quang; n; Nh a Các v t li u cách nhi t bao g m s i th y tinh, n , b;

b c; Gi y in không ch a cacbon; V t li u hoàn thi n b m t

1.3 Quy định v ề hàm lượng và các tiêu chu n phân lo i PCBsẩ ạ

h i; c th i công nghi p Nhiên li;

Các tiêu chu n v PCBs Vi t Nam trong ch t th c trình bày trong b ng 1.3

Bảng 1 Quy chu n Vi t Nam v 3 ng PCBs trong các ch t th i

Phạm vi áp d ng ụ Quy chu n ẩ Ngưỡng áp d ng ụ

Ch t th i nguy h i QCVN 07:2009/BTNMT 5 mg/kg

c th i công nghi p QCVN 40:2011/BTNMT 0,003 mg/l (lo i A)

0,01 mg/l (lo i B)Nhiên li u vào c QCVN 41:2011/BTNMT 500 mg/kg

th gi i có s khác nhau Theo báo cáo c a World Bank ( ),

v n PCBs trong ch t th i nguy ho i c a m t s c trong b ng 1.4

Bảng 1.4 nh ng PCBs trong ch t th i nguy h i c a m t s c [2

Theo quy chu n Qu c gia v ng ch t th i nguy h i s QCVN 07:2009 c a

Bảng 1.5 Quy chu n v ng ch t th i nguy h i nhi m PCBs Vi t Nam [7]

1.4 Thống kê lượng PCBs tại ngành điệ ựn l c Việt Nam (EVN)

Trong khuôn kh D án qu n lý PCBs t i Vi t Nam, ho ng ki m kê PCBs t i

thi t b ch a d u c a EVN v i x p x 190.000 máy bi n áp, m

thi t b c n l ym c thi t l p bao g m 60.000 máy bi

ng l n máy bi n áp không th l y m u t i ch 50.000 máy

c l y m u và phân tích n PCBs trong g n ki m kê này c a DDanh sách này ch bao g m các máy bi n áp thu c s h u c c s n xu

1.5.2.1 Phương pháp oxy hóa

p này có th s d ng xúc tác ho c không xúc tác N u không có xúc

các s n ph m khí th i không mong mu 2O, Cl2, HCl, M t i, H

các hóa ch t, và s n ph m cháy có th có ch a các ch t nguy hi

k t h p v i dung môi etanol, H2O2/TiO2 thì hi u su t x lý r t cao (kho ng 96%) [59]

và th i gian x lý khá nhanh 9 phút

H2O2/TiO2 trong quá trình x m: Quá trình này v n c n ngu

ng l gia nhi t và ch áp d ng trên quy mô nh

1.5.3 X ử lý bằng phương pháp chốn lấ p

g m nhi u quá trình x lý khác nhau: x lý sin

Chi phí cho quá trình x lý th i gian x lý lâu vàhi u su t x không cao.M t s ch t có trong d u bi n th có th gây h

c khuy n khích s d n

1.5.4 X ử lý bằng phương pháp sinh họ c

d ng m t s vi khu n có kh theo 2 cách: phân h y hi u khí và phân h y k khí

: Vi khu n hi u khí t n công vào các h p ch phân

Phân h y hi u khíủ ế

h y thành axit clobenzoic, clorocarechol [35, 36] và có th chuy n thành CO2, c

và clo.Quy trình x c trình bày trong hình 1.2 Hi u su t cao và c

lo i b

Hình 1.2 Quy trình x ửlý PCBs bằng phương pháp hiế u khí [38]

công vào các g c clo trong các PCBs nh mlo i b các v trí meta,

para-ít s n ph m có clo v trí ortho.S n ph m c a quá trình này là CO2 c [39, 40,

41].Quy trình x c trình bày trong hình 1.3

Hình 1.3 Quy trình x ửlý PCBs bằng phương pháp ị khí [54] k

th x lý trong khu v c b ô nhi m l n và thân thi

m: Th i gian x lý dài và s n ph m không th tái s d c

1.5.5 X ử lý bằ ng chi t dung môiế

n vào d u bichi t PCBs ra kh i d u

cho k t qu x lý khá cao Ví d : khi s d ng dung môi dimethyl sulfoxide (DMSO),

hi u su t x lý kho ng 80% [60] Ngoài ra, có th s d ng dung môi v i hai thành

180 230÷ oC và áp su ng cho hi u su t cao và s n ph m là HCl và biphenyl [43]

X PCBs trong d u bi n th có m t KOH/PEG-600 (Polyethylene glycol), cho phép lý

t hi u su n 97% [56] X lý PCBs có trong d n môi b ng nano natri hyd(Nano-NaH) và các ch t xúc tác kim lo i chuy n ti p (TiCl4, CoCl 2, Ni(Oac)2) và cho

hi u su 89% [57]

áp d x lý cho nhiPCBs: Aroclor 1016, Aroclor 1221, Aroclor 1254, Aroclor1260, Aroclor 1232,

Aroclor1242, , t ph n ng nhanh, không hình thành các khí th i th c c h i

có tính kh thi cao v kinh t và hi u su t x lý cao

m: Xúc tác s d ng có ch a kim lo i quý nên giá thành v n còn cao và nhanh m t ho t tính

gia nhi n 600oC, cho phép phá h y c u trúc PCBs S k t h p c quá trình x lý nhi t và quá trình kh này mang l i hi u su t r n 99% [13]

m: Quá trình cho hi u su t x lý cao, th i gian ph n ng nhanh, s n ph m

ng nhi t c n c p cho ph n ng khá l n (600o

n có th x y ra và m i ch nghi m trên quy mô nh

1.6. Phương pháp khử trong dòng hydro (HDC)

1.6.1 gi i thiớ ệu về quá trình HDC

Kh trong dòng hydro (HDC) là quá trình c t t liên k t R-Cl (R: g c

hydrocacbon) c a h p ch t clo h 2 và thay th nguyên t clo b ng

nguyên t H theo ph n ng (1.3) v i s có m t c a xúc tác và nhi

R Cl + H2 H + HCl

d ng cho các quá trình t ng h p h

1.6.2 Xúc tác cho HDC

Xúc tác cho ph n ng có hai pha: pha ho ng và pha ch t mang Ph

ho ng thì Paladi (Pd) là kim lo c s d ng trong các ph n ng hydro hóa vdehydro hóa c s d ng trong quá trình cracking trong hóa d u Trong

ph n ng kh trong dòng hydro (HDC), liên k t C-Cl b làm y u và b gãy b i nguyên

t kim lo i Pd [46 - 48] Trong nghiên c u này, v i mong mu n th c hi n ph n ng HDC u ki n nhi th p, áp su ng nên Pd là kim lo i phù h p nhxúc tác cho quá trình

Pha ch t mang, là thành ph n quan tr ng c a xúc tác vì nó t u ki n phân tán

ho t tính c a xúc tác càng l n Trong các nghiên c u c công b cho th y, xúc

c s d ng ch y u là 10%Pd/C*.Tuy nhiên vì nh m c a v t li

so v i C* trong x lý h p ch t h l n, trong nghiên c u này em shành t ng h p v t li u OMC làm ch t mang cho xúc tác Pd

1.7 Vật liệu mao qu n trung bình ả

1.7.1 Gi i thiớ ệu chung v v t liệề ậ u mao qu n trung bình ả

Chemistry) c u trúc mao qu, c chia làm ba lo i n hình ph thu c vào

mao qu n trình bày trên b ng 1.6 và hình 1.4 [27 - 29]

Hình 1.4 Các d ng mao qu n theo IUPAC

1.7.2 Vật liệ u cacbon mao qu n trung bình có tr t t ả ậ ự

V t li u mao qu n trung bình có tr t t (Ordered Mesoporous Carbon OMC) có

d ng mao qu n phân b t 2 ÷ 50 nm, có tính ch t c a v t li u cacbon và v t li u mao

qu n trung bình, v i c u trúc hình h c trên hình 1.5

Hình 1.5 C u trúc hình h c c a v t li u OMC

d n nhi t, b n hóa h c, kh ng riêng nh , di n tích b m t riêng l

phong phú và r ng rãi làm v t li u h p ph , ch t mang xúc tác Tuy nhiên, C* ch a

ch y u vi mao qu n và không có tr t t nên quá trình h p ph các ch t màu có kích

ch t o t o khung b ng c u trúc tinh th l c trình bày trên hình 1.6

Quan sát hình 1.6 ta th t o khung tinh th l

Cách (a), ch t ho ng b m t s p x p thành các pha tinh th d

ng, u k c (m ch hydrocacbon dài) ng vào trong lòng ng Nh ng n

làm ch t t o c u trúc và s p x p thành c u trúcl

Sau thêm ti n ch t silic vào, các ph n t silic s

b ng cách -I+, S+I- n (S

oIo và hình thành l p màng silicat xung quanh ng mixen

Cách (b) các , ng mixen không t s p x p thành c u trúc tinh th l ng C u trúc này ch hình thành sau khi thêm ngu n silicat

c mao qu n trung bình và s p x p có tr t t ( -41, MCM-50,

SBA-15, ) Ti n ch t cacbon (ngu n cacbon) có th s d ng t các lo

u furfuryl, nh a phenol, polydivinyl benzen, acrylonitrile, pyrrole vpolystyrene, Ch t xúc tác quá trình cacbon hóa là axit H2SO4 và H2O Quy trình

t ng h c trình bày trên hình 1.7

c hòa tan và lo i b hoàn toàn nh HF S n ph m t o thành sau quá trình này là v t

li u cacbonmao qu n trung bình cótr t t OMC

1.7.4 Một số ệ h phản ứng HDC điể n hình

X lí PCBs s d ng Pd/C-ử ử ụ Et 3 N ( trietylamin) 0 - 44] [4

1254,1248), xúc tác 10% Pd/C* (3-10 % tr ng PCBs), Et3N, CH3OH (5-200

cm3) vào thi t b ph n n nhi t, khu y trong 1 gi 200C

K t qu : Sau 1h PCBs b lo i b hoàn toàn, biphenyl là s n ph m duy nh t t n t i

K t qu : Ph n ng t o biphenyl là s n ph m cu i trong th i gian ng n và xúc tác

có th tái s d ng hi u qu

X lý PCBs s dử ử ụng lưỡng kim Mg/Pd [32]

c x lý b ng CH3OH, Mg d ng h t, xúc tác 10% Pd/C*

K t qu : S n ph m cu c t o ra là biphenyl ch

Phả ứ n ng HDC v i h lư ng kim Pd-ớ ệ ỡ Mg trong môi trường methanol-H 2

c a ph n c trình bày trên hình 1.8

Hình 1.8 ph n ng HDC xúc tác Pd/C* và h2-Mg H-Metanol

u tiên hai phân t h a Clo s ti p xúc v i hai tâm ho t tính Pd

electron t kim lo i Mg s gi i t a vào vòng và làm y t phân c c

Nh ho t tính c a kim lo i Pd, ion Cl- tách kh 2 liên

1.8. Hướng nghiên c u c a luứ ủ ận văn

Trên th gi i, các nghiên c u v quá trình x lý PCBs trong d u bi n th th i

Vi t Nam hi n nay, m i ch có nhóm nghiên c u c a PTN CN L c hóa d u và

V t li u xúc tác h p ph , Vi n K thu t Hóa h i h c Bách Khoa H

th c hi n ph n ng này Tuy nhiên, quá trình x lý PCBs m i ch th nghi m trên xúc tác Pd/C* và ch y u là các h p ch t clo h ch th ng

c phân t l n và c ng k nh ph n

b m t và trong mao qu n c a v t li u, thì ch t mang c n ph c

l n ph n ng x y ra Than là v t li u có ái l c t t v i các h p ch t h

c mao qu n nh cho quá trình x lý PCBs là r t c n thi t và là m ng t i c a lu

lu t p trung vào nghiên c u ch t o ch t mang là v t li u cacbon mao qutrung bình (OMC) cho quá trình t ng h p xúc tác, ng d ng x lý các h p ch t PCBs

b m t riêng và phân b mao qu n trong ch t mang và xúc tác )

phân PCBs c a d u bi n th th i

Chương 2 TH C NGHI M Ự Ệ

2.1 Tổng hợp vật liệu cacbon mao qu n trung ả bình OMC

Trong nghiên c u này, ch t mang d ng v t li u cacbon mao qu n trình bình OMC cho quá trình t ng h p xúc tác kim lo i c t ng h p t nh a phenolic (OMC-1)

2.1.1 T ổ ng hợp nhự a phenolic

Các hóa ch t s d ngấ ử ụ : phenol d ng tinh th tinh khi t > 99%

D ng c ụ ụvà thiết bị ử ụ : b s d ng ình c u 3 c ; nhi t k ; s c; nhi t k ; mkhu y t ; ng nghi m có nhánh hút chân không

Hình 2.1 Quy trình t ng h p nh a phenolic

Tan ch y 10,98g phenol nhi t 42 oC trong bình c u, thêm t t NaOH ÷ 43

n pH = 12 kèm khu y trong kho ng 10 phút, thêm t t 7,02 ml formaldehyde oC trong 2 gi Sau lên 70 làm ngu i n nhi

phòng, thêm HCl u ch nh pH = 7 Chuy n h n h p sang ng nghi m có nhánh,

Hình 2.3 Quy trình t ng h p OMC-1 Dung d ch 1: cho 72 g ethanol và 9 g HCl 0,2M vào c c th y tinh, thêm 18,72 g TEOS Dung d ch 2: hòa tan 9 g nh a phenolic vào trong 72

h n h p dung d ch 1 vào dung d ch 2 khu u

trong 24 gi , c m u d ng OMSC là v t li u mao qu n trung bình ch a silica và cacbon M u có màu vàng hình nh m u trên hình 2.4

S y ấ 100°C trong 6 gi

Dung d ch 2 ị (Nh a phenolic + etanol + F127)

R a HF

OMC-1

Hình 2.4 Hình nh m u OMSC c quá trình than hóa

2.2 T ổng hợp xúc tác

lo i lên các ch t mang

c t ng h p b ng các hoá ch t, d ng c và thi t b sau: Các hó

mu i PdCl2 99.99% Sigma Aldrich (M ) dung d ch HCl 5%; ; ch t mang OMC-1 và

Quy trình t ng h p xúc tác c mô t trên hình 2.6

Hình 2.6 Quy trình t ng h p xúc tác Pd/OMC và Pd/C*

Ti n ch t kim lo i PdCl2 c pha thành dung d ch có n 1 %kl 1, trong môi

ng axit HCl 5% l y 8g dung d ch mu i này t m lên 1g ch t mang (OMC

y khô 100oC trong 24 gi và m c ho t hóa trong dòng khí 10%H2/Ar

v i t 80ml/phút 200oC trong 3 gi , ta c hai m u xúc tác 5%Pd/OMC-1

và 5%Pd/C*

2.3. Đánh giá các đặc trưng hóa lý của ch t mang và xúc tác ấ

2.3.1 Phổ ấ h p th phân t ụ ử(UV vis)

-p -ph methylen blue (MB) c a v t li u OMC so

n MB trong dung d c và sau quá trình h p ph

h p th phân t (UV-vis) t c sóng 660nm trên thi t b

50, PerkinElmer c a M , t i phòng thí nghi m B môn Hóa phân tích, Vi n k thu t hóa h i h c Bách khoa Hà N i

S y ấ ở nhiệt độ : 100°C trong 24 gi

Hoạt hoá xúc tác:

trong dòng 10%H 2 /Ar 200°C trong 3 gi

Ch t mang OMC và C*