Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật hóa dầu: Nghiên cứu biến tính than hoạt tính bằng nano Cuo và ZnO để tăng cường khả năng hấp phù hợp chất Hydrogen sullfide

Mӝt vài ppm H2S có thӇ gâ\ ăQ PzQ ÿѭӡng ӕQJ ÿҫX ÿӝc chҩt xúc tác sӱ dөng trong pin nhiên liӋu và phát thҧi các hӧp chҩWOѭXKXǤnh có thӇ góp phҫn tҥRUDPѭDD[LW+ҩp phө là mӝt trong nhӳQJSKѭѫ

ĈҤI HӐC QUӔC GIA TP HӖ CHÍ MINH

75ѬӠ1*ĈҤI HӐC BÁCH KHOA

o0o

NGUYӈN HOÀNG LONG

1*+,Ç1&Ӭ8%,ӂ17Ë1+7+$1+2Ҥ77Ë1+%Ҵ1* 1$12&X29¬=Q2Ĉӆ7Ă1*&ѬӠ1*.+Ҧ1Ă1* HҨP PHӨ+Ӧ3&+Ҩ7HYDROGEN SULFIDE

Chuyên ngành : Kӻ thuұt Hóa Dҫu

Mã sӕ chuyên ngành : 60520330

LUҰ19Ă17+ҤC SӺ

TP HӖ CHÍ MINH, 2020

75ѬӠ1*ĈҤI HӐC BÁCH KHOA ± ĈҤI HӐC QUӔC GIA TP HCM

Cán bӝ Kѭӟng dүn khoa hӑF*676.+/ѭX&ҭm Lӝc

*676.+/ѭX&ҭm Lӝc

Cán bӝ chҩm nhұn xét 1: TS Hӗ 4XDQJ1Kѭ

Cán bӝ chҩm nhұn xét 2: TS NguyӉn HӳX/ѭѫQJ

LuұQYăQ7Kҥc sӻ ÿѭӧc bҧo vӋ tҥLWUѭӡQJĈҥi hӑc Bách khoa ± Ĉҥi hӑc Quӕc gia Tp Hӗ Chí Minh vào ngày 27 tháng 08 QăP Thành phҫn hӝLÿӗQJÿiQKJLi/XұQYăQ7Kҥc sӻ gӗm: 1 PGS TS Phan Minh Tân

2 TS Hӗ 4XDQJ1Kѭ

3 TS NguyӉn HӳX/ѭѫQJ

4 76/ѭX;XkQ&ѭӡng

5 TS Phҥm Hӗ Mӻ 3KѭѫQJ

Xác nhұn cӫa Chӫ tӏch HӝLÿӗQJÿiQKJLiOXұQYăQYj7Uѭӣng Khoa quҧn lý chuyên ngành sau khi luұQYăQÿѭӧc sӱa chӳa (nӃu có) CHӪ TӎCH HӜ,ĈӖNG 75ѬӢNG KHOA KӺ THUҰT HOÁ HӐC PGS TS Phan Minh Tân *6763KDQ7KDQK6ѫQ1Dm

75ѬӠ1*ĈҤ,+Ӑ&BÁCH KHOA ĈӝFOұS± 7ӵGR± +ҥQKSK~F

1+,ӊ09Ө/8Ұ19Ă17+Ҥ&6Ӻ +ӑWrQKӑFYLrQ1*8<ӈ1+2¬1*/21* MSHV: 1770134

1Jj\WKiQJQăPVLQK: 31/03/1988 1ѫLVLQK: 7%uQK7KXұQ Chuyên ngành: ӻWKXұW+yD'ҫX 0mVӕ: 60520330

¾ KҧRViWQKLӋWÿӝKRҥWKyDWӕLѭXFKRPүXWKDQKRҥWWtQKÿmQJkPWURQJ[~W

b TҭPKӛQKӧSR[LWNLPORҥL &X2 -=Q2OrQWKDQKRҥWWtQKÿmÿѭӧF QJkPWURQJGXQJGӏFK[~W1D2+

¾ ĈѭDUDÿѭӧcWәQJWҧLNKӕLOѭӧQJ&X2-=Q2WUrQWәQJNKӕLOѭӧQJKӛQKӧSYӟLWӹOӋWӕLѭXFӫD&X2-=Q2Oj- 1

¾ ĈѭD UD QKLӋW ÿӝ nung hӛn hӧp sau khi tҭP Gѭӟi dòng khí N2 trong thӡi gian 4 giӡ

c 7KӵFKLӋQTXiWUuQKKҩSSKөYjJLҧLKҩS

¾ 1JKLrQFӭXTXiWUuQKKҩSSKөÿӝQJĈRFKXNǤ[iFÿӏQKWӕFÿӝGzQJNKt

H26ÿLYjRKӋKҩSSKөdung OѭӧQJFKҩWKҩSSKөQӗQJÿӝGzQJNKtÿLUDNKӓLKӋthӡi gian hҩp phө ÿӃQEmRKzDYjOѭӧng H2S hҩp phө bão hòa

¾ KҧRViWTXiWUuQKJLҧLKҩSQKLӋWÿӝ dòng khí N2 giҧi hҩp, thӡi gian giҧi hҩp, nӗQJÿӝ khí H2S thoát ra trong quá trình giҧi hҩpGXQJOѭӧng giҧi hҩp

/Ӡ,&Ҧ0Ѫ1

Trong suӕt quá WUuQK ÿjR Wҥo Thҥc sӻ FNJQJ QKѭ WKӵc hiӋn nghiên cӭu luұn

YăQWӕt nghiӋp, em luôn nhұQÿѭӧc sӵ JL~Sÿӥ, chӍ dҥy cӫa rҩt nhiӅXQJѭӡi, tӯ các

quý thҫy cô, bè bҥQ ÿӃn các cҩS OmQK ÿҥR F{QJ W\ HP ÿDQJ F{QJ WiF FiF ÿӗng

nghiӋp cùng nhӳQJQJѭӡLWKkQÿmOX{Qӫng hӝ em trong suӕt thӡi gian qua

Vӟi nhӳng sӵ JL~S ÿӥ Y{YjQTXêEiXÿyQJѭӡLÿҫu tiên em muӕn gӱi lӡi

cҧPѫQVkXVҳc nhҩWFKtQKOj*676.+/ѭX&ҭm Lӝc, cán bӝ Kѭӟng dүn luұQYăQ

QJѭӡLÿmÿӏQKKѭӟng, nhiӋt tình chӍ dүn em hoàn thành tӕt các môn hӑc trên lӟp

FNJQJQKѭJL~SHPWKӵc hiӋn hoàn chӍnh luұQYăQWӕt nghiӋp

Bên cҥnh cô LӝFHPFNJQJ[LQÿѭӧc gӱi lӡi cҧPѫQFKkQWKjQKQKҩWÿӃn tҩt

cҧ các cô thҫ\NKiFÿDQJF{QJWiFWҥi Phòng Dҫu khí - Xúc tác và Phòng Quá trình

ThiӃt bӏ thuӝc ViӋn Công nghӋ Hóa hӑc, ViӋn Hàn lâm Khoa hӑc và Công nghӋ

ViӋt NamQѫLHPÿmÿѭӧFKѭӟng dүn và thӵc hiӋQÿӅ tài nghiên cӭu này trong suӕt

thӡi gian qua

(PFNJQJ[LQÿѭӧc gӱi lӡi cҧPѫQÿӃn quý thҫy cô thuӝc Bӝ môn Kӻ thuұt

Hóa Dҫu, Khoa Kӻ thuұt Hóa hӑF7UѭӡQJ Ĉҥi hӑc Bách Khoa thành phӕ Hӗ Chí

Minh trong suӕt thӡi gian em hӑc tұp tҥLWUѭӡQJÿmWUX\ӅQÿҥt cho em vô vàn kiӃn

thӭc quý giá, tҥo tiӅQÿӅ vӳng chҳc cho em thӵc hiӋQÿӅ tài luұQYăQQj\

Cuӕi cùng, em xin gӱi lӡi biӃWѫQ ÿӃQJLDÿuQKQJѭӡi thân, bè bҥn, các cҩp

lãnh ÿҥR F{QJ W\ FiF ÿӗng nghiӋS F{QJ WiF FQJ ÿѫQ Yӏ ÿm Oj KұX SKѭѫQJ Yӳng

chҳc hӛ trӧ em trong suӕt nhӳng tháng ngày hӑc tұSFNJQJQKѭQJKLrQFӭu thӵc hiӋn

luұQYăQ

Trân trӑng /

NguyӉn Hoàng Long

7Ï07Ҳ7/8Ұ19Ă1

Trong luұQ YăQ ³1JKLrQ FͱX EL͇Q WtQK WKDQ KR̩W WtQK E̹QJ QDQR &X2 Yj

=Q2ÿ͋WăQJF˱ͥQJNK̫QăQJK̭SSKͭKͫSFK̭WHydrogen Sulfide´, than hoҥt tính

ÿѭӧFÿLӅu chӃ tӯ than Tre và than gáo dӯa Trà Bҳc ÿѭӧc kiӅm hóa trong dung dӏch

xút NaOH và biӃn tính bҵng nano CuO và ZnO Các tính chҩt lý - KyDFѫEҧn cӫa

vұt liӋXÿѭӧc nghiên cӭu bҵng nhiӅXSKѭѫQJSKiSNKiFQKDXQKѭKҩp phө BET,

phә nhiӉu xҥ tia X (XRD), kính hiӇQ YL ÿLӋn tӱ quét (SEM), kính hiӇQ YL ÿLӋn tӱ

truyӅn qua (TEM), phә FT - IR ChӃ ÿӝ hҩp phө và giҧi hҩp hӧp chҩt Hydrogen

Sulfide trên các chҩt hҩp phө ÿѭӧc khҧo sát nhҵP[iFÿӏQKÿLӅu kiӋn tӕLѭX

ĈӇ chӃ tҥo chҩt hҩp phө, nguyên liӋXÿѭӧc lӵa chӑn gӗm than Tre ViӋt Nam

và than gáo dӯa Trà Bҳc, là nhӳng loҥL WKDQ ÿһF WUѭQJ Fӫa ViӋW 1DP 7Uѭӟc tiên,

các mүXWKDQÿѭӧc xӱ lý bҵng cách ngâm dung dӏch NaOH [1] (nӗQJÿӝ tӯ 0,1 M;

0,5 M; 1 M; 1,5 M; 2 M) vӟi tӍ lӋ than/NaOH là 1/4 [2][3][4] Mүu than sau khi ngâm

ÿѭӧc hoҥt hóa trong lò phҧn ӭng ngang hình ӕng (ӣ nhiӋWÿӝ tӯ 700 - 900 oC) trong

khí N2 2 giӡ và khí CO2 2 giӡ Than hoҥWWtQKÿѭӧc làm lҥnh và rӱa bҵQJQѭӟc cҩt

cùng dung dӏch HCl 1 M trong 1 giӡ ÿӇ loҥi bӓ OѭӧQJ1D2+GѭVҩy khô sҧn phҭm

ӣ 110 oC trong 24 giӡ [5] TiӃp theo, than hoҥt tính tӕt nhҩt, dӵa trên diӋn tích bӅ mһt

ULrQJÿѭӧc biӃn tính bҵng các oxit kim loҥL7URQJJLDLÿRҥn này, sӵ ҧQKKѭӣng cӫa

phҫQWUăPKӛn hӧp oxit kim loҥi CuO - ZnO (1:1) [6] trên tәng khӕLOѭӧng chҩt hҩp

phө (5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%) và sӵ ҧQKKѭӣng cӫa nhiӋWÿӝ nung vұt liӋu

trong dòng khí N2 trong 4 giӡ (nhiӋWÿӝ tӯ 200 - 500 oC) [7] lên tính chҩt lý - hóa cӫa

vұt liӋXÿѭӧc khҧo sát Cuӕi cùng, khҧo sát quá trình hҩp phө và giҧi hҩp hӧp chҩt

Hydrogen Sulfide cӫa các mүu chҩt hҩp phө

KӃt quҧ cho thҩy than hoҥt tính biӃn tính nano CuO và ZnO cKRGXQJOѭӧng

hҩp phө hӧp chҩt Hydrogen Sulfide (H26 Yѭӧt trӝi so vӟi than hoҥt tính không biӃn

WtQK7URQJÿycác chҩt hҩp phө tӕt nhҩt là mүu B_Na2_800_10%_300 tӯ than Tre

và TB_Na2_750_25%_300 tӯ than Trà Bҳc vӟLGXQJOѭӧng hҩp phө H26WѭѫQJӭng

ÿҥt 2,088 mg/g và 3,909 mg/g

ABSTRACT

In the thesis "Modification of activated carbons by CuO and ZnO

nanopaticles to improve its Hydrogen Sulfide removal efficiency", the activated

carbons were prepared from bamboo charcoal and coconut shell charcoal by

alkalization with NaOH solution and modified with nano CuO and ZnO The basic

physico - chemical properties of the obtained materials have been studied by the

modern methods such as Brunauer - Emmett - Teller (surface area mesurement)

BET adsorption, X - ray diffraction spectroscopy (XRD), Scanning Electron

Microscope (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), Fourier Transform

Infrared FT - IR The adsorption and desorption of Hydrogen Sulfide compounds on

adsorbents was investigated to determine the optimal conditions

To synthesize the adsorbents, the Vietnamese Bamboo charcoal and Tra Bac

coconut shell charcoal, the typical charcoal of Vietnam, were selected Firstly,

charcoal samples are soaked in NaOH [1] solution (concentration of 0,1 M; 0,5 M; 1

M; 1,5 M; 2 M) with a coal/NaOH ratio of 1/4 [2][3][4] After soaking, coal samples

are activated in tubular horizontal at temperature from 700 to 900 oC in N2 for 2

hours and CO2 for 2 hours Activated carbons are cooled and washed with distilled

water and HCl solution 1 M for 1 hour to remove excess NaOH, then is dried at 110

°C for 24 hours [5] Next, the best AC samples, based on their surface area, were

promoted with metal oxides In this stage, the influence of the percentage of CuO -

ZnO metal oxide mixture (1: 1) [6] (5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30 % wt) and

calcining temperature (from 200 - 500 oC) [7] in N2 gas stream for 4 hours on

physico - chemical properties of the material were investigated Finally, the

adsorption and desorption of Hydrogen Sulfide compound on the obtained

adsorbents were investigated

The results showed that modified with nano CuO and ZnO activated carbons

possesse superior absorption capacity of Hydrogen Sulfide (H2S) than

non-promoted samples Among them, the best adsorbents are B_Na2_800_10% _300

sample from Tre charcoal and TB_Na2_750_25% _300 from Tra Bac charcoal with

the adsorption capacity of 2,088 mg/g and 3,909 mg/g respectively

LӠ,&$0Ĉ2$1

7{L[LQFDPÿRDQOXұQYăQQj\ÿѭӧc hoàn thành dӵa trên các kӃt quҧ nghiên

cӭu cӫa tôi và các kӃt quҧ cӫa nghiên cӭXQj\FKѭDÿѭӧc dùng cho bҩt cӭ luұQYăQ

cùng cҩp nào khác

7S+͛&Kt0LQKQJj\27 tháng 08 QăP

1Jѭӡi thӵc hiӋQÿӅ tài

NguyӉn Hoàng Long

MӨC LӨC

/Ӡ,&Ҧ0Ѫ1 i

LӠ,&$0Ĉ2$1 ii

7Ï07Ҳ7/8Ұ19Ă1 iii

ABSTRACT iv

MӨC LӨC v

DANH MӨC CÁC TӮ VIӂT TҲT vii

DANH MӨC HÌNH ҦNH viii

DANH MӨC BҦNG BIӆU xi

&+ѬѪ1*/ӠI MӢ ĈҪU 1

1.1 Tính cҩp thiӃt cӫDÿӅ tài 2

1.2 MөFÿtFKQJKLrQFӭu 3

1.3 Nӝi dung nghiên cӭu 3

&+ѬѪ1*7ӘNG QUAN 4

2.1 Hydrogen Sulfide (H2S) và các hӧp chҩWOѭXKXǤnh trong dҫu mӓ 4

2.1.1 Giӟi thiӋXVѫOѭӧc vӅ OѭXKXǤnh trong dҫu mӓ 4

2.1.2 H2S và tác hҥi cӫa nó 5

&iFSKѭѫQJSKiS[ӱ lý Hydrogen Sulfide 8

3KѭѫQJSKiSKҩp thө 9

3KѭѫQJSKiSSKkQWiFKPjQJ 10

3KѭѫQJSKiSFKѭQJFҩt nhiӋWÿӝ thҩp 11

3KѭѫQJSKiSKҩp phө 12

2.3.1 Khái niӋm 12

2.3.2 Phân loҥi chҩt hҩp phө 13

2.3.3 Các loҥi chҩt hҩp phө 14

3KѭѫQJSKiSWiLVLQK 15

2.4 Than hoҥt tính 15

2.5 Tác dөQJWѭѫQJKӛ cӫa hӛn hӧp oxit ZnO và CuO 19

&+ѬѪ1*3+ѬѪ1*3+È37+ӴC NGHIӊM 23

3.1 Hóa chҩt và dөng cө thí nghiӋm 23

ĈӕLWѭӧng và phҥm vi nghiên cӭu 23

3.1.2 Danh mөc hóa chҩt 24

3.1.3 Danh mөc dөng cө 25

3.2 Quy truQKÿLӅu chӃ chҩt hҩp phө 25

3.2.1 KiӅm hóa than hoҥt tính bҵng dung dӏch xút NaOH 25

3.2.2 Tҭm oxit kim loҥi lên than hoҥWWtQKÿmÿѭӧc ngâm NaOH 27

3.3 CiFSKѭѫQJSKiSSKkQWtFKOêKyD 28

3KѭѫQJSKiSKҩp phө BET 28

3KѭѫQJSKiSQKLӉu xҥ tia X (XRD) 29

3KѭѫQJSKiS[iFÿӏnh phә IR (FT - IR) 32

ĈRKuQKWKiLEӅ mһt chҩt hҩp phө (SEM, TEM) 34

3.4 Quy trình hҩp phө và giҧi hҩp 36

3.4.1 Khҧo sát sӵ hҩp phө hӧp chҩt Hydrogen Sulfide 36

3.4.2 Khҧo sát quá trình giҧi hҩp hӧp chҩt Hydrogen Sulfide 38

&+ѬѪ1*.ӂT QUҦ VÀ BÀN LUҰN 40

4.1 Than hoҥt tính FKѭD biӃn tính 40

4.1.1 Tәng hӧp và tính chҩt lý - hóa cӫa than hoҥt tính FKѭD biӃn tính 40

4.1.2 Khҧ QăQJKҩp phө H2S cӫa các than hoҥWWtQKFKѭDELӃn tính 42

4.2 Than hoҥt tính biӃn tính 44

4.2.1 Sӵ ҧQKKѭӣng cӫDKjPOѭӧng hӛn hӧp oxit CuO - ZnO và nhiӋWÿӝ nung ÿӃn khҧ QăQJKҩp phө H2S cӫa than hoҥt tính biӃn tính 44

4.2.2 Các tính chҩt ÿһFWUѭQJOê- hóa cӫa than hoҥt tính biӃn tính 50

4.2.3 So sánh vӟi các nghiên cӭu khác 62

4.3 Giҧi hҩp H2S 63

4.3.1 Mүu than Trà BҳFFKѭDWҭm hӛn hӧp oxit TB_Na2_750 63

4.3.2 Mүu than Trà Bҳc hҩp phө tӕt nhҩt TB_Na2_750_25%_300 66

4.3.3 Mүu than Tre hҩp phө tӕt nhҩt B_Na2_800_10%_300 68

&+ѬѪ1*.ӂT LUҰN VÀ KIӂN NGHӎ 70

5.1 KӃt luұn 70

5.2 KiӃn nghӏ 70

PHӨ LӨC 72

DANH MӨC CÁC TӮ VIӂT TҲT 7ӯYLӃWWҳW 7rQWLӃQJ$QK 7rQWLӃQJ9LӋW

BET Brunauer - Emmett - Teller

(surface area mesurement)

SEM Scanning Electron Microscope tQKKLӇQYLÿLӋQWӱTXpW6(0

DANH MӨC HÌNH ҦNH

Hình 2.1: 4XiWUuQKFKi\FͯDNKt+ 2 S 6

Hình 2.2: &iFSK˱˯QJSKiS[͵ lý H 2 S 9

Hình 2.3: Công ngh͏ phân tách màng 11

Hình 2.4: &˯FK͇K̭SSKͭY̵WOêWUrQWKDQKR̩WWtQK 14

Hình 2.5: &iFF˯FK͇K̭SSKͭNKt+ 2 6WUrQWKDQKR̩WWtQK 19

Hình 2.6: 1ăQJO˱ͫQJOLrQN͇WV̫QSḴPVDXK̭SSKͭ+ 2 6WUrQWKDQKR̩W WtQKEL͇QWtQKK͟QKͫS&X2- ZnO 22

Hình 3.1: H͏ th͙ng ho̩t hóa d̩ng ͙ng n̹m ngang 23

Hình 3.2: 0i\ÿRNKtF̯PWD\5,.(1.(,.,*;- 2012 24

Hình 3.3: Ki͉m hóa than ho̩t tính b̹ng dung d͓ch NaOH 26

Hình 3.4: Ṯm oxit kim lo̩i lên than ho̩WWtQKÿmÿ˱ͫc ngâm NaOH 27

Hình 3.5: Thi͇t b͓ BET NOVA 2200 E cͯa hãng Quantachrome 29

Hình 3.6: 1JX\rQOêSK˱˯QJSKiSQKL͍u x̩ b͡t 30

Hình 3.7: Thi͇t b͓ XRD Brucker 31

Hình 3.8: Nguyên lý máy quang ph͝ h͛ng ngo̩i ki͋u hai chùm tia 32

Hình 3.9: Nguyên lý máy quang ph͝ h͛ng ngo̩i bi͇Qÿ͝i Fourier 33

Hình 3.10: Máy quang ph͝ h͛ng ngo̩i Fourier hi͏u BRUCKER 34

Hình 3.11: 0i\ÿR6(0)(6(06 35

Hình 3.12: 0i\ÿR7(0-(0 36

Hình 3.13: Quá trình h̭p phͭ hͫp ch̭t Hydrogen Sulfide 37

Hình 3.14: Quá trình gi̫i h̭p v̵t lý hͫp ch̭t Hydrogen Sulfide 38

Hình 3.15: Quá trình gi̫i h̭p sâu hͫp ch̭t Hydrogen Sulfide 39

Hình 4.1: Ĉ˱ͥng h̭p phͭ H 2 S trên m̳u than Tre B_Na2_800 43

Hình 4.2: Ĉ˱ͥng h̭p phͭ H 2 S trên m̳u than Trà B̷c TB_Na2_750 43

Hình 4.3: Ĉ˱ͥng h̭p phͭ H 2 S trên m̳u than Tre ṯm h͟n hͫp oxit vͣi hàm O˱ͫng khác nhau nung ͧ nhi͏Wÿ͡ 300 o C 46

Hình 4.4: Ĉ˱ͥng h̭p phͭ H 2 S trên m̳u than Tre ṯm 10% h͟n hͫp oxit nung ͧ các nhi͏Wÿ͡ khác nhau 46

Hình 4.5: Ĉ˱ͥng h̭p phͭ H 2 S trên m̳u than Trà B̷c ṯm h͟n hͫp oxit vͣi KjPO˱ͫng khác nhau nung ͧ nhi͏Wÿ͡ 300 o C 48

Hình 4.6: T͝ng hͫp thͥi gian h̭p phͭ EmRKzDYjO˱ͫng H 2 S h̭p phͭ bão hòa ṱt c̫ các m̳u than ho̩t tính 49

Hình 4.7: Gi̫Q ÿ͛ XRD cͯa các m̳u than Tre ṯm các oxit ZnO - CuO KjPO˱ͫng khác nhau nung ͧ 300 o C 51

Hình 4.8: Gi̫Q ÿ͛ XRD cͯa các m̳u than Trà B̷c ṯm oxit ZnO - CuO KjPO˱ͫng khác nhau nung ͧ 300 o C 51

Hình 4.9: Gi̫Q ÿ͛ XRD cͯa các m̳u than Tre ṯm 10% ZnO - CuO kim lo̩i nung ͧ các nhi͏Wÿ͡ khác nhau 52

Hình 4.10: Ph͝ h͛ng ngo̩i FT - IR các m̳u than Tre ṯm 10% oxit kim lo̩i nung ͧ các nhi͏Wÿ͡ khác nhau 53

Hình 4.11: Ph͝ h͛ng ngo̩i FT - IR các m̳u than Tre ṯP FiF KjP O˱ͫng kim lo̩i khác nhau nung ͧ cùng nhi͏Wÿ͡ 300 o C 53

Hình 4.12: Ph͝ h͛ng ngo̩i FT - IR các m̳u than Trà B̷F Fy KjP O˱ͫng

kim lo̩i khác nhau nung ͧ cùng nhi͏Wÿ͡ 300 o C 54

Hình 4.13: ̪nh FESEM 110k các m̳u than Tre 55

Hình 4.14: ̪nh FESEM 300k các m̳u than Tre 56

Hình 4.15: ̪nh TEM m̳u than Tre B_Na2_800 57

Hình 4.16: ̪nh TEM m̳u than Tre B_Na2_800_10%_300 58

Hình 4.17: ̪nh FESEM 110k các m̳u than Trà B̷c 59

Hình 4.18: ̪nh FESEM 300k các m̳u than Trà B̷c 60

Hình 4.19: ̪nh TEM m̳u than Trà B̷c TB_Na2_750 61

Hình 4.20: ̪nh TEM m̳u than Trà B̷c TB_Na2_750_25%_300 61

Hình 4.21: Bi͋Xÿ͛ gi̫i h̭p TB_Na2_750 ͧ nhi͏Wÿ͡ phòng 63

Hình 4.22: Bi͋Xÿ͛ gi̫i h̭p TB_Na2_750 khi gia nhi͏t 64

Hình 4.23: Bi͋Xÿ͛ gi̫i h̭p TB_Na2_750_25%_300 ͧ nhi͏Wÿ͡ phòng 66

Hình 4.24: Bi͋Xÿ͛ gi̫i h̭p TB_Na2_750_25%_300 khi gia nhi͏t 66

Hình 4.25: Bi͋Xÿ͛ gi̫i h̭p B_Na2_800_10%_300 khi gia nhi͏t 68

DANH MӨC BҦNG BIӆU

Bҧng 2.1: B̫ng tính ch̭t v̵t lý cͯa khí H 2 S 5

Bҧng 2.2: 7iFGͭQJYjÿ͡FWtQKFͯD+ 2 6WͣLFRQQJ˱ͥL 7

Bҧng 3.1: &iFKyDFK̭t s͵ dͭng 24

Bҧng 3.2: Các dͭng cͭ th͹c hi͏n thí nghi͏m 25

Bҧng 4.1: Di͏n tích b͉ m̿t riêng (S BET ), th͋ tích l͟ x͙p (V pore  Yj ÿ˱ͥng kính trung bình l͟ x͙p (d pore ) cͯa các m̳u than ho̩t tính ki͉m hóa b̹ng dung d͓ch NaOH n͛QJÿ͡ khác nhau vͣi nhi͏Wÿ͡ ho̩t hóa là 750 o C 40

Bҧng 4.2: Di͏n tích b͉ m̿t riêng (S BET ), th͋ tích l͟ x͙p (V pore  Yj ÿ˱ͥng kính trung bình l͟ x͙p (d pore ) cͯa m̳u than ho̩t tính ngâm trong dung d͓ch NaOH n͛QJÿ͡ 2,0 M vͣi các nhi͏Wÿ͡ ho̩t hóa khác nhau 41

Bҧng 4.3: Thͥi gian h̭p phͭ bão hòa (t ads YjO˱ͫng H 2 S h̭p phͭ bão hòa (m ads ) cͯa ch̭t h̭p phͭ không bi͇n tính 43

Bҧng 4.4: Ký hi͏u các m̳u than vͣLFiFÿL͉u ki͏n bi͇n tính khác nhau 45

Bҧng 4.5: Thͥi gian h̭p phͭ bão hòa (t ads YjO˱ͫng H 2 S h̭p phͭ bão hòa (m ads ) cͯa các ch̭t h̭p phͭ bi͇n tính 47

Bҧng 4.6: Di͏n tích b͉ m̿t riêng (S BET ), th͋ tích l͟ x͙p (V pore  Yj ÿ˱ͥng kính l͟ x͙p (d pore ) cͯa than ho̩t tính bi͇n tính 50

Bҧng 4.7: /˱ͫng H 2 S gi̫i h̭p 65

LӠI MӢ ĈҪU

Hydrogen Sulfide (H2S) là mӝt hӧp chҩWÿӝc hҥLÿѭӧc tìm thҩy trong nhiӅu

loҥi tài nguyên nhiên liӋXQKѭGҫu thô, khí tӵ nhiên và khí sinh hӑc Mӝt vài ppm

H2S có thӇ gâ\ ăQ PzQ ÿѭӡng ӕQJ ÿҫX ÿӝc chҩt xúc tác sӱ dөng trong pin nhiên

liӋu và phát thҧi các hӧp chҩWOѭXKXǤnh có thӇ góp phҫn tҥRUDPѭDD[LW+ҩp phө là

mӝt trong nhӳQJSKѭѫQJSKiSSKKӧp nhҩWÿӇ loҥi bӓ H2S khӓi dòng khí, vì nó cho

phép tinh chӃVkXYjFyKLӋXTXҧYӅNLQKWӃ 7X\QKLrQFiF Yұt liӋu hҩp phө hiӋu

suҩWFDRÿѭӧc yêu cҫXSKҧLFyÿѭӧFÿӝ tinh chӃ FDRÿһc biӋt là ӣ nhiӋWÿӝ thҩp (tӭF

QKLӋWÿӝSKzQJ +LӋn nay, các nӛ lӵc nghiên cӭu chӫ yӃu dành cho các chҩt hҩp

phө dӵa trên các oxit kim loҥL K\GUR[LW Yj FDUERQDW ÿѭӧF PDQJ WUrQ FҩX WU~F Fy

diӋn tích bӅ mһW FDR QKѭ ]HROLWH VLOLF PHVRSHWLF WKDQ KRҥt tính và

JUDSKHQHJUDSKLWHR[LWĈһc biӋt, than hoҥWWtQK$& ÿѭӧc sӱ dөng rӝng rãi trong

loҥi bӓ H2S vì chúng có các tính chҩWQKѭGLӋn tích bӅ mһt và hóa hӑc bӅ mһt phù

hӧp

ViӋF[iFÿӏnh các hӧp chҩWÿѭӧc tҥo ra trong quá trình hҩp phө cӫa H2S có ý

QJKƭDKӃt sӭc quan trӑng trong viӋc lӵa chӑn UDÿѭӧc FiFÿLӅXNLӋQKҩSSKө, tính

chҩt và cҩu trúc tӕLѭXFӫa chҩt hҩp phөÿӇWKLӃt lұp các pKѭѫQJSKiSWiLVLQKKLӋX

TXҧFKRFiFORҥLYұt liӋXTXêKLӃP1KLӅu nghiên cӭu tұp trung vào sӵ hình thành

sulfua kim loҥLQKѭOjPӝt sҧn phҭm cӫa phҧn ӭng giӳa các oxit kim loҥi và H26

&iFQKjQJKLrQFӭXFyWtQKÿӃn viӋc quá trình hҩp phө H2S có thӇ OLrQTXDQÿӃn sӵ

hình thành mӝt loҥt các hӧp chҩt phӭc tҥS QKѭ OѭX KXǤnh nguyên tӕ OѭX KXǤnh

dioxit, axit sulfuric, kim loҥi sulfat Cө thӇ, mӝt sӕ tác giҧ ÿmEiRFiREҵng chӭng

thӵc nghiӋm vӅ sӵ hình thành mӝt phҫn sulfat kim loҥLWURQJTXiWUuQKOѭX giӳ H2S

trên các oxit/hydroxit kim loҥi [8]

7URQJÿӅWjLQj\FK~QJemÿmWKӵFKLӋQQJKLrQFӭXÿӃQYDLWUzWK~Fÿҭy cӫa

hӛn hӧp oxit ZnO - CuO mang trên than hoҥWWtQKOrQFѫFKӃ loҥi bӓ H2S, tұp trung

vào mӕLWѭѫQJTXDQJLӳa các tính chҩt cӫa chҩt hҩp phөÿLӅu kiӋn vұn hành và hiӋu

quҧ xӱ lý

ViӋc kiӇm soát H2S trong dҫu khí rҩt quan trӑng vӅ mһt an toàn sҧn xuҩt và

tính kinh tӃ trong hoҥWÿӝng khai thác, là yӃu tӕ quan trӑng khi xem xét, tính toán,

thiӃt kӃ các giҧi pháp công nghӋ khai thác dҫu khí

HiӋQ QD\ 963 ÿm Oӵa chӑQ SKѭѫQJ SKiS [ӱ lý giҧP KjP Oѭӧng H2S trong

pha lӓng (dҫu, hӛn hӧp sҧn phҭm khai thác) bҵng công nghӋ thӱ nghiӋPEѫPH2S

scavenger dùng cho pha lӓng Tuy nhiên do hiӋu ӭng kӃt tӫa muӕi khi gһSQѭӟc cӫa

chҩt khӱ H2S làm tҳc nghӁn hӋ thӕng công nghӋ QrQÿzLKӓi bә sung chҩt khӱ thích

hӧp hoһFEѫPÿӗng thӡi vӟi các hóa chҩt phө trӧ chӕng kӃt tӫa

Ĉӕi vӟi pha khí áp dөng trên các công trình biӇQ963FNJQJÿDQJ Vӱ dөng

1.2 MөFÿtFKQJKLrQFӭu

Nghiên cӭXÿLӅu chӃ chҩt hҩp phө mӟi trên nӅQWKDQKRҥWWtQKELӃQWtQKQDQR

&X2Yj=Q2FyNKҧQăQJKҩSSKөNKt+2S cao Khҧo sát nhҵPÿѭDUDFiFÿLӅu kiӋn

thuұn lӧLFKRTXiWUuQKKҩSSKөYjJLҧi hҩp H2S

1.3 Nӝi dung nghiên cӭu

1 ĈLӅu chӃ vұt liӋXKҩSSKөWKDQKRҥWWtQK SKKӧSÿӇ[ӱOêNKt+26WURQJ

P{LWUѭӡQJNKtWKҧL bҵQJSKѭѫQJSKiS[ӱ lý trong dung dӏch xút NaOH

2 1JKLrQ FӭX WăQJ FѭӡQJ NKҧ QăQJ KҩS SKө H2S cӫa than hoҥt tính EҵQJ

cách biӃn tính vӟi nano oxit kim loҥi CuO - =Q2;iFÿӏQKÿLӅXNLӋQELӃQWtQKWӕL

&+ѬѪ1* : TӘNG QUAN 2.1 Hydrogen Sulfide (H 2 S) và các hӧp chҩWOѭXKXǤnh trong dҫu mӓ

2.1.1 Giͣi thi͏XV˯O˱ͫc v͉ O˱XKXǤnh trong d̯u m͗

Có thӇ chia các hӧp chҩWOѭXKXǤnh thành QKyPFKtQKOѭXKXǤnh nguyên

tӕ WKѭӡng tӗn tҥi ӣ dҥng các phân tӱ dҥQJ YzQJ KRD 6 Jk\ ăQ PzQ Pҥnh, các

dҥQJ ăQ PzQ WKѭӡng gһS Oj ăQ PzQ Gѭӟi lӟp cһQ ăQ PzQ ÿӅX ăQ mòn cөc bӝ);

nhóm axit bao gӗm H2S và các hӧp chҩt mercaptan R - SH (là các hӧp chҩt có

nhóm S - H liên kӃt trӵc tiӃp vӟi gӕc hydrocarERQWKѭӡng tӗn tҥi ӣ FiFSKkQÿRҥn

nhiӋWÿӝ sôi thҩp, không bӅn nhiӋt và dӉ bӏ phân hӫy ӣ nhiӋWÿӝ FDRFyWtQKăQPzQ

mҥnh); nhóm trung tính bao gӗm các hӧp chҩt sulfide và disulILGHWKѭӡng tӗn tҥi ӣ

FiFSKkQÿRҥn có nhiӋWÿӝ sôi trung bình và cao, có khҧ QăQJJk\ăQPzQӣ mӭFÿӝ

trung bình và yӃu); nhóm liên kӃt vòng bӅn nhiӋt (bao gӗm các hӧp chҩt vòng, hӧp

chҩWYzQJWKѫm có chӭDOѭXKXǤQKJk\ăQPzQUҩt yӃu)

¾ /ѭXKXǤnh nguyên tӕ WKѭӡng tӗn tҥi ӣ dҥng chҩt rҳn xӕp màu vàng

nhҥt, không có mùi, là chҩWÿӝc hҥi Ӣ trҥng thái rҳQOѭXKXǤnh nguyên tӕ WKѭӡng

tӗn tҥi ӣ dҥng các phân tӱ vòng dҥQJ YzQJ KRD 6 /ѭX KXǤnh nguyên tӕ Jk\ ăQ

mòn mҥnh, các dҥQJăQ PzQWKѭӡng gһSOjăQ PzQGѭӟi lӟp cһQăQ PzQÿӅXăQ

mòn cөc bӝ Nguyên tӕ OѭXKXǤQKWKѭӡQJÿѭӧc hình thành do quá trình nhiӋt phân

sulfat, sӵ giҧm nhiӋW ÿӝ và áp suҩt vұn hành hӋ thӕQJ ÿӝt ngӝt, quá trình phân ly

H2S hoһc do sӵ xâm nhұp cӫa vi khuҭn khӱ sulfat hoһc oxy vào hӋ thӕng

¾ /ѭXKXǤnh ӣ trҥng thái khô gҫQQKѭNK{QJFyNKҧ QăQJJk\ăQPzQ

7X\ QKLrQ NKL Fy Qѭӟc trong hӋ thӕQJ OѭX KXǤnh chӍ vӟL KjP Oѭӧng rҩt nhӓ

(khoҧQJYjLSSP