Tổng hợp vật liệu gamma al2o3 MQTB theo phương pháp sử dụng beomit làm tiền chất vô cơ và axit cacboxylic làm chất định hướng cấu trúc

MỞ ĐẦU MỞ ĐẦU CHƯƠNG LÝ Zeolit THUYÉT Trước đây, I: vậtTỎNG liệu viQUAN mao quản quan tâm khả ứng 1.1 NHÔM HYDROXYT .4 hủy nhiệtxúc củatác, cáchóa dạng nhôm dụng1.1.1 Sự cácphân lĩnh vực dầu, tổnghydroxyt hợp hữu bảo vệ môi 1.1.2 Cấu trúc tính chất Beomite .5 trường Do Zeolite có hệ thống vi mao quản đồng thành phần hóa học đa 1.2 CÁU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA y-AL203: dạng.1.2.1 Cấu trúc Y-AI2O3: 1.2.2 zeolit Tính chất bề mặt củasố Ỵ-AI2O3: 11 Tuy nhiên tồn hạn chế sau: không xúc tác phân tử 1.2.3 Cấu trúc xốp Ỵ-AI2O3: 11 chất tham gia LIỆU phản ứng có kích thước lớn kích thước vi mao quản 1.3 VẬT MESOPOROUS VÀhơn MESOPOROUS Y-AI2O3 13 1.3.1 Giới thiệu chung vật liệu MQTB .13 13Chính Phân thước loại vật việcliệu tổngMQTB hợp vật liệu có kích mao quản trung bình 15 hút dạng nhiềuđường quan tâmnhiệt học.hấp Vàophụ thậpcủa kỷ vật 90, liệu 1.3.3.thuCác đẳng hấpnhà phụkhoa nhả thànhMQTB công việc tố hợp vật liệu mao quản trung bình (MQTB) mở * * * 15 1.3.4.vọng Thành phần tổng họp vậtchất liệuxúc MQTB 17 triến to lớn tống hợp tác hấp phụ Các vật liệu có 1.3.5 Cơ chế hình thành cấu trúc vật liệu MQTB 18 bề 1.4 mặt riêng lớn, kích quản lớn (2 - 50 nm), cấu trúc mao quản với độ ứng dụng thước nhôm mao oxit .25 1.4.1 AI2O3 nói chung 25 trật tự’ cao, ứng đồngdụng Chúng cho phép phân tử lớn dễ dàng khuếch tán 1.4.2 ứng dụng Ỵ- AI2O3 27 1.4.3 vọngbên phát triển sản xuất Y-AI2O3 28 tham gia Triển phản ứng mao quản CHƯƠNG lĩ : THỰC NGHIỆM 30 11.1.Trong DỤNG HOÁ NGHIỆM .30 cácCỤ nhàVÀ máy lọc CHÁT hoá dầu,THÍ nguyên liệu đầu vào dầu thô chứa 11.1.1 Hoá chất thí nghiệm : 30 1.2.phần Dụng cụcần thí phải nghiệm: 30 nhiềuII.thành nên phân tách hay chuyển đối chúng theo trình 11.2 QUY TRÌNH THựC NGHIỆM 31 hoá11.3 học CÁC đế phụcPHƯƠNG vụ cho cácPHÁP mục đích khác Việc sử dụng vật liệu mao VẬT quản NGHIÊN cửu ĐẶC TRƯNG CỦA LIỆU .32 trung bình hấp phụ để tách cấu tử cần thiết n-paraíìn, hợp chất 11.3.1 Nghiên cún định tính pha tinh nhiễu xạ Ronghen .33 vòng11.3.2 thơm nhằm: làmpháp tăng xác trị sốđịnh octan phẩm bố chấtlỗcủa liệu, Phương bềcủa mặtxăng, riêngtăng phân xốpnhiên chất mang hay làm đầu vào choBET 34 số trình tổng hợp hoá học khác xúc nguyên tác bằngliệu phương pháp Phương phân Làm 11.3.3 chất mang, làm pháp xúc tác chotích nhiệt 37 trình như: isome hoá, đồng phân hoá, 11.3.4 Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua TEM 38 reíbming, 11.3.5.cracking, Hiển vi điện tử quét (SEM) 39 CHƯƠNG III: KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40 III Nhôm HYDROXIT NHÔM DẠNG BOEMITE .40 oxit mao quản trung bình loại vật liệu MQTB III 1.1 Ảnh hưởng cuả chế độ già hoá 40 III.1.2 Khảo sát biến đổi Beomite theo nhiệt độ 44 nhiều ứng dụng Ngày giới Việt Nam nghiên cứu Gibbsi t Gamma Kapp a Chi Delt a TheAlpha ta nước chúng dùng làm chất hút ẩm chế biến khí thiên nhiên, chất hấp I: TỎNG QUAN phụ, chất mang, xúcCHƯƠNG tác cho ngành tổng hợp vô cơLÝ THUYẾT hữu Trong phạm vi đồ án này, tiến hành tống hợp vật liệu Y-AI2O3 MQTB1.1 theo phươngHYDROXYT pháp sử dụng Beomit làm tiền chất vô axit cacboxylic NHÔM làm chất định hướng cấu trúc Đây phương pháp đơn giản kinh tế dựa Nhôm hydroxit chia theo cấu trúc gồm loại: Nội dung nghiên cứu khảo sát lựa chọn loại axit cacboxylic thích hợp nhất; tìm điềutri kiện tối ưuAl(OH)3 để chế tạo vật liệu Y-AI2O3 MQTB với diện tích • Nhôm hydroxit bề riêng mặt lớn phân bố mao quản hẹp • Nhôm mono hydroxit AIO(OH) Trong nhôm tri hydroxit có dạng thù hình : Gibbsit, Bayerit, Nordstrandit Còn mono hydroxyt có dạng thù hình Beomite Diaspor Alpha Bemit Bayerit Alpha Theta Eta Diaspore Alpha IIIIIIIIIII 100 200 300 Hình 1: 400 Sơ 500 đồ 600 phân 700 huỷ 800 nhiệt 900 1000 1100°c nhôm hydroxìt Qua giản đồ phân huỷ nhiệt nhôm hydroxyt ta thấy nung Gibbsit qua có giai đoạn: • Khi nung đến 230°c phân tử nước tách khỏi tinh thể Gibbsit Gibbsit chuyển hoá thành Bemit RY Cation-anion distance: Al-OH Shared edge: M BJ 1.9 1.898 1.88 1.8 1.940 • Nung đến 500°c phân tử nước cuối bị tách Bemit chuyển hoá 2.5 2.655 thành dạng nhôm oxit.Tại nhiệt độ khác lượng nước tách 0-0 H 2.69 Unshared edge: 2,8 2.844 khác 2.7 2.630 Lúc đầu nung 18CK200°C phần nước cấu trúc bị tách kéo 0-0 H 2.94 Interlaycr: O - H 20.47 theo xếp lại mạng lưới tinh thế, làm xuất bên tinh bề mặt chúng lỗ trống Khi có khử nước Gibbist bên tinh thể tạo áp suất nước cao tạo điều kiện cho việc chuyển hóa thành beomite Neu tiếp tục nung áp suất nước tăng, giới hạn tinh thể bị phá vỡ Hình Cẩu trúc tinh Beomite Quá trình tách nước Gibbsit cho sản phẩm khác với Bayerit Hai lớp nàychân liên kết với thông qua 3hydrogen ion hydroxyl, khoảng Nordstandit.Trong không,ở nhiệt độ thấp dạng củavànhôm tri hydroxit phân cách tạo giữasản 0-0phẩm 0,27 tinh thể ô độ mạng sở biến đổi hìnhthành thànhytừhuỷ vônm địnhTrong hình,sau có nhiệt caocơhơn AIOOH với kích phân huỷthước Al203,r| - phân A1203, 0- tử A1203 Diaspor nhôm hydroxit trực a a- A1203 = tiếp 3,6936 + 0,0003 A° b= 12,214 + 0,0001 A° Từ giản đồ ta thấy nhiệt độ thấp có Beomite nung tạo c = 2,8679 + 0,0003 A° y-Al203 Còn dạng nhôm hydroxyt khác nung điều kiện nhiệt độ khác tạo dạng oxit nhôm khác %- A1203, ĩ]- Aì203 ôA1203;KA12O3;0- A1203 a- A1203 Chính ta nghiên cún tính chất cấu 65 Trong khoảng cách đo RY = Reichertz and Yost (1946), MM = Milligan and McAtee (1956), BJ = Bezjak and Jelenic (1964) Trong ô sở ion Al3+ bao bọc oxi nhóm hydroxyl -OH tạo thành hình bát diện Trong cấu trúc có loại oxi điển hình, dạng nguyên tử oxi xếp lớp chia thành hình bát diện, dạng lại nguyên tử xếp bên lớp chia thành hình bát diện Mỗi nguyên tử oxi điển hình phía trước nối với hydro liên kết giống nguyên tử oxi lớp kề bên Cũng có nhiều giả thiết vị trí hydro, có ý kiến cho vị trí hydro không nằm đối xứng liên kết ion oxy B Geỉ beomite giả beomite Khi già hóa nhiệt độ thấp 70°c giả beomite chuyến thành dạng tinh thế, quan sát trình người ta thấy giả beomite giai đoạn chuyến tiếp trình già hóa ( Calvet -Introduced the term pseudobeomite 1953 ) Lippens (1961) kết luận chuỗi phần H gel H có cácO-AI-OH H tử (AỈOOH)2 HO-AI —o / x [...]... quản sử dụng tác nhân tạo cẩu trúc amin bậc bổn có chuỗi aỉkyỉ ngan (a) và sự hình thành mạng lưới vật liệu MQTB sử dụng chất tạo cấu trúc có chuỗi alkyỉ dài (b) Một trong nhũng đòi hỏi quan trọng nhất trong việc tống hợp các vật liệu MQTB là việc sử dụng các chất HĐBM làm chất định huớng tạo cấu trúc đế tạo ra nhũng lồ xốp có cấu trúc và kích thước mong muốn Nhúng nghiên cúu gần đây nhất tập trung vào... cao và kích thước mao 14 tới 500Ả Cấu trúc của SBA phụ thuộc chủ yếu vào loại chất hoạt động bề mặt được sử dụng và cho đến nay họ SBA đã có 16 loại từ SBA-1 đến SBA-16 1.3.2 Phân loại vật liệu MQTB Người ta có thể phân loại vật liệu MQTB theo cấu trúc của chúng theo các dạng sau > Cấu trúc lục lăng (hexagonal) : MCM-41, SBA-15 Hình7: Các dạng cẩu trúc của vật liệu MQTB Dựa vào thành phần vật liệu. .. thành 1.3.6 Chất định hướng tạo cấu trúc Định hướng tạo cấu trúc là quá trình các oxit tổ chức thành mạng lưới tinh thể xung quanh các cấu trúc trung tâm tạo ra bởi các chất hữu cơ Trong trương hợp đơn giản nhất là vật liệu mao quản có cấu trúc tương tự như dạng hình học của phân tử hữu cơ Trường hợp khác là các phân tử hữu cơ tố hợp thành các cấu trúc khác nhau (các phân tử hữu cơ này là các chất HĐBM... giá trị nhất định, các phân tử chất hoạt động 17 18 r \ la Templatr'* \\//\ Hydrolysis & Condensa Calcination / Ị\ / ♦ / w„ 3lie*afl|2| Self Assembly Hìnhll: Cơ chế tổng hợp vật liệu MQTB Do có nhiều loại tương tác khác nhau giữa các tiền chất vô cơ với các chất HĐBM dẫn đến các cơ chế tổng hợp khác nhau, phương pháp tổng hợp khác nhau và kết quả là tạo ra các hợp chất MQTB có hình dáng và kích thước... độ thấp và độ pH cao (xấp xỉ 14) và khi có mặt silicat thì các phân tử chất hoạt động và silicat đồng tập hợp tạo ra tinh thể lỏng dạng lục lăng, sấy và nung pha trên sẽ tạo ra vật liệu MQTB (A) Dung dịch tiền chất Hình 16: Cơ chế phổi hợp tạo cấu trúc Các cơ chế này đều dựa trên sự tương tác của chất HĐBM với nguồn chất vô cơ Tùy theo chất HĐBM mà có sự tương tác khác nhau do đó đặc tính, cấu trúc khác... chất tạo cấu trúc mới hoặc sử dụng hỗn hợp một số chất tạo cấu trúc, thường các polyme để tạo ra những lỗ xốp dạng hexagonal (lục lăng) và cubic (lập phương) hoặc nhũng lỗ xốp không gian có trật tự và lặp lại A Vai trò của chất định hướng tạo cấu trúc Chất định hướng tạo cấu trúc giữ các vai trò sau: > Tổ chức mạng lưới thông qua việc lấp đầy các lồ xốp, làm cân bằng điện tích > Tạo nên hình thái cấu. .. nhau Có một số cơ chế như : A Cơ chế định hướng theo tinh thế lỏng (Liquid Crystaỉ Templating) Cơ chế định hướng theo tinh thế lỏng được các nhà nghiên cứu của hãng Mobil-Oil đưa ra đế giải thích cho sự hình thành của họ vật liệu mao quản trung bình M41S cấu trúc vật liệu MQTB phụ thuộc vào độ dài của mạch cacbon cũng như nhóm chức của chất HĐBM, phụ thuộc vào nồng độ của chất HĐBM Theo cơ chế này trong... 8cnguồn và hình dáng Nguồn chất ắng vô cơ chứa và và AI nhả nhưhấp đấtphụ sét trên Từ những chất vômao cơ quản trên hình 9c này người ta điều chế ra vật liệu mao quản trung bình có chứa Si hay vật liệu thay thế một phần Si trong mạng lưới như vanadosilicat, zirconosilicat, borosilicat, titanosilicat, gallosilicat đế tăng thêm tính năng ứng dụng của các vật liệu này B Chat định hướng tạo cấu trúc: Chất. .. loại chất tao Oxi hoá tùng phần Chất mang Etylenoxit cấu trúc trong SBA-15 1.4 ứng dụng của nhôm oxit 1.4.1 ứng dụng của AI2O3 nói chung Các ứng dụng quan trọng của ôxit nhôm là làm chất hấp phụ, chất xúc tác hoặc chất mang xúc tác Trong đó, ứng dụng quan trọng nhất là làm chất mang xúc tác Tuỳ lĩnh vục sử dụng và dạng AI2O3 được sử dụng mà nó là chất mang xúc tác trơ, có tương tác với nền hay chất. .. 14: Cơ chế tạo lớp silicat trung gian D Cơ chế silicate gấp (Silicate Layer Puckering) Thay bằng sự tạo thành của các que mixen được bao bọc bởi chất vô cơ, Steel et al đưa ra nhận định rằng nhũng que mixen hình trụ sắp xếp vào giữa những lóp chất vô cơ Khi già hóa hỗn hợp, các lóp vô cơ sẽ dúm dó lại và phá vỡ Hình 15: Hình minh họa sự co lại của các lớp chất vô cơ 21 E Cơ chế phối hợp tạo cẩu trúc ... án này, tiến hành tống hợp vật liệu Y-AI2O3 MQTB1 .1 theo phươngHYDROXYT pháp sử dụng Beomit làm tiền chất vô axit cacboxylic NHÔM làm chất định hướng cấu trúc Đây phương pháp đơn giản kinh tế... Assembly Hìnhll: Cơ chế tổng hợp vật liệu MQTB Do có nhiều loại tương tác khác tiền chất vô với chất HĐBM dẫn đến chế tổng hợp khác nhau, phương pháp tổng hợp khác kết tạo hợp chất MQTB có hình dáng... dụng chất tạo cấu trúc có chuỗi alkyỉ dài (b) Một nhũng đòi hỏi quan trọng việc tống hợp vật liệu MQTB việc sử dụng chất HĐBM làm chất định huớng tạo cấu trúc đế tạo nhũng lồ xốp có cấu trúc