Nghiên cứu tổng hợp hệ xúc tác hiệu quả cho quá trình sản xuất nhiên liệu sinh học từ rơm rạ (FULL TEXT)

MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Cùng với sự phát triển kinh tế – xã hội, nhu cầu sử dụng nhiên liệu ngày càng tăng mà nguồn nhiên liệu chính đang được sử dụng là nhiên liệu hóa thạch từ dầu mỏ được khai thác triệt để, ngày càng cạn kiệt và gây ô nhiễm môi trường, hiệu ứng nhà kính. Do vậy nhiên liệu tái tạo như etanol sinh học, diesel sinh học (từ mía, tinh bột sắn, dầu - mỡ động thực vật) hoặc dầu sinh học bio-oil (từ nguồn gốc sinh khối - biomass) đang được đặc biệt quan tâm, có thể thay thế một phần nhiên liệu từ dầu mỏ [1]. Trên thế giới cũng như ở Việt Nam hiện đang sử dụng một phần nhiên liệu sinh học như trong E5, E10 (xăng chứa 5%, 10% etanol sinh học) và B5, B10 (diesel chứa 5%, 10% diesel sinh học) và tiến tới nâng cao tỷ lệ trên. Tuy nhiên, việc sản xuất etanol sinh học chủ yếu từ nguồn tinh bột sắn, gây ảnh hưởng đến an ninh lương thực quốc gia cũng như vấn đề gây ô nhiễm môi trường (đất bạc màu, xử lý chất thải rắn, lỏng từ nhà máy sản xuất etanol,…). Một trong những quá trình sản xuất nhiên liệu sinh học khả thi là quá trình nhiệt phân sinh khối (biomass) như các phụ phẩm hoặc phế thải trong sản xuất, sinh hoạt có nguồn gốc hữu cơ, phế thải nông lâm nghiệp (rơm rạ, trấu, bã mía, thân ngô, mùn cưa, gỗ vụn,…) do nguồn nguyên liệu này phong phú và không ảnh hưởng tới vấn đề an ninh lương thực. Nhiệt phân biomass là quá trình cracking hợp chất lignoxenlulozơ chứa trong biomass nhằm tạo ra dầu thô sinh học (bio-oil), khí và than. Hiện nay, bio-oil được xem như là một trong những nguồn nhiên liệu tiềm năng thay thế dần cho nguồn nhiên liệu hóa thạch. Tuy vậy quá trình sản xuất và sử dụng bio-oil còn nhiều hạn chế vì hiệu suất thu hồi bio-oil thấp. Hơn nữa, các tính chất cố hữu của bio-oil như nhiệt trị thấp, khả năng oxy hóa cao, tính axit ăn mòn kim loại, khả năng bay hơi không hoàn toàn, không thể pha trộn với các nhiên liệu dầu mỏ, tính không bền nhiệt và bền hoá so với dầu khoáng là những hạn chế đáng kể trong việc sử dụng chúng [2,3]. Để có thể sử dụng được bio-oil vào trong công nghiệp và đời sống thì vấn đề cấp thiết cần phải giải quyết đó là: - Nâng cao hiệu suất thu hồi sản phẩm lỏng (bio-oil) - Nâng cấp chất lượng bio-oil tạo ra nhiên liệu sinh học (bio-fuels) đạt tính chất tương đương với nhiên liệu hóa thạch bằng các quá trình chế biến sâu hơn. Hướng đi có tính khả thi nhất hiện nay nhằm nâng cao hiệu suất và chất lượng của sản phẩm lỏng (bio-oil) là nghiên cứu và sử dụng xúc tác phù hợp có thể điều khiển được quá trình chuyển hóa biomass tạo ra sản phẩm có giá trị như mong muốn. Xúc tác sử dụng cho quá trình nhiệt phân biomass thực chất là xúc tác cracking, mà thông thường là các chất xúc tác axit rắn như: aluminosilicat, zeolit Y, ZSM-5, AlMCM-41, Al-SBA-15... Trong công nghệ lọc dầu, xúc tác cracking đã được thương mại hóa là xúc tác FCC. Lượng xúc tác này thải ra từ các nhà máy lọc hóa dầu ở Việt Nam là rất lớn (15-20 tấn/ngày). Vấn đề xử lý xúc tác FCC thải ngày càng trở nên quan trọng và được quan tâm nhiều hơn. Gần đây, một số công trình nghiên cứu sử dụng xúc tác FCC thải làm vật liệu giao thông hoặc chất độn trong xi măng hay tái sinh để sử dụng làm xúc tác cho quá trình chuyển hóa cao su phế thải, cracking cặn dầu nhờn thải thu nhiên liệu. Một ý tưởng mới của luận án là tái sử dụng xúc tác thải FCC chế tạo ra chất xúc tác mới, đặc hiệu sử dụng trong quá trình sản xuất nhiên liệu sinh học từ rơm rạ. Để nâng cấp sản phẩm bio-oil từ quá trình nhiệt phân, thì việc nghiên cứu tổng hợp một số chất xúc tác để định hướng cho quá trình hydro đề oxy hóa (HDO) cũng đang là một hướng đi mới. Hệ xúc tác hiệu quả cho quá trình này là các kim loại quý trên chất mang như Pt, Ru, Pd trên chất mang silica, alumina, ziriconia… Tuy nhiên, những xúc tác này có giá thành cao, dễ bị ngộ độc, khó thu hồi và tái sử dụng [3,4]. Việc tổng hợp hệ xúc tác mới thay thế hệ xúc tác kim loại quý hiếm với giá thành rẻ hơn nhiều và có hoạt tính tương đương như hệ xúc tác Ni-Cu, Ni-Mo, Ni-Co,…trên chất mang hiện đang được đặc biệt chú ý nghiên cứu và phát triển [5,6]. Theo các tài liệu đã công bố mới đây, hệ xúc tác lưỡng kim loại Ni-Cu đang được đánh giá là có nhiều ưu điểm nhất với những tính chất ưu việt mà hệ xúc tác đơn kim loại Ni không có được. Việt Nam là một nước nông nghiệp lúa nước, nguồn rơm rạ là rất dồi dào với sản lượng khoảng 30 triệu tấn/năm và chúng chủ yếu được xử lí bằng cách đốt để lấy tro bón cho đồng ruộng. Tuy nhiên việc đốt trực tiếp rơm rạ trên cánh đồng đã gây ô nhiễm trầm trọng đối với môi trường như tạo khói, bụi đồng thời phát thải ra một lượng rất lớn khí CO 2 , CO và CH 4 gây ảnh hưởng hiệu ứng nhà kính. Do đó việc sử dụng rơm rạ như một nguồn sinh khối vừa làm nguyên liệu cho quá trình chuyển hóa thành sản phẩm có giá trị hơn (nhiên liệu sinh học) vừa góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường đang rất được quan tâm. Cho đến nay, chưa có công trình nào liên quan đến tạo nhiên liệu sinh học từ sinh khối rơm rạ bằng phương pháp nhiệt phân rơm rạ và nâng cấp bio-oil có sử dụng xúc tác. Đây là một hướng đi mới có nhiều ưu điểm tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có giá rẻ, đáp ứng được một số tiêu chí của Hóa học xanh góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường nhằm tạo ra nguồn nhiên liệu sạch với hiệu suất và chất lượng cao, từng bước thay thế nhiệu liệu dầu khoáng. Xuất phát từ những thực tế trên, chúng tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu tổng hợp hệ xúc tác hiệu quả cho quá trình sản xuất nhiên liệu sinh học từ rơm rạ”, với các nội dung nghiên cứu chính như sau: 2. Mục tiêu của luận án - Nghiên cứu chế tạo xúc tác trên cơ sở FCC thải được biến tính và điatomit axit hóa sử dụng cho quá trình nhiệt phân rơm rạ tạo ra dầu sinh học (bio-oil) với hiệu suất cao. - Tổng hợp và khảo sát hoạt tính của hệ xúc tác Ni-Cu/chất mang (SiO , SBA-15) để có hoạt tính tương đương xúc tác kim loại quý (Pt, Ru/chất mang) sử dụng cho quá trình hydro đề oxy hóa (HDO) nhằm nâng cấp bio-oil. 3. Nội dung của luận án - Tái sinh và biến tính xúc tác FCC thải từ nhà máy lọc dầu Dung Quất bằng cách đốt cốc và cấy nhôm vào FCC, bổ sung điatomit axit hóa để tạo xúc tác hợp phần (FCC biến tính+điatomit axit hóa) sử dụng cho quá trình nhiệt phân rơm rạ. - Tổng hợp các hệ xúc tác lưỡng kim loại chứa Ni và Cu trên chất mang khác nhau (SiO , SBA-15) bằng phương pháp sol-gel và phương pháp tẩm. - Sử dụng xúc tác hợp phần (FCC biến tính+ điatomit axit hóa để nâng cao hiệu 2 suất và chất lượng của sản phẩm dầu nhiệt phân từ rơm rạ. - Khảo sát hoạt tính của hệ xúc tác lưỡng kim loại chứa Ni và Cu trong phản ứng hydro đề oxy hóa trên chất mô hình guaiacol, từ đó lựa chọn chất xúc tác và điều kiện thích hợp thực hiện quá trình nâng cấp dầu nhiệt phân nhằm làm giảm hàm lượng oxy trong dầu nhiệt phân.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KH&CN VIỆT NAM VIỆN HOÁ HỌC PHẠM THỊ THU GIANG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP HỆ XÚC TÁC HIỆU QUẢ CHO QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT NHIÊN LIỆU SINH HỌC TỪ RƠM RẠ LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội-2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KH&CN VIỆT NAM VIỆN HOÁ HỌC PHẠM THỊ THU GIANG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP HỆ XÚC TÁC HIỆU QUẢ CHO QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT NHIÊN LIỆU SINH HỌC TỪ RƠM RẠ Chuyên ngành: Hóa lý thuyết hóa lý Mã số: 62.44.01.19 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Đặng Tuyết Phương PGS.TS.Vũ Anh Tuấn Hà Nội-2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, công trình nghiên cứu riêng Các số liệu luận án chưa công bố công trình khác TÁC GIẢ Phạm Thị Thu Giang LỜI CẢM ƠN Đầu tiên xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới tập thể hướng dẫn khoa học PGS.TS Đặng Tuyết Phương PGS.TS Vũ Anh Tuấn Là người gợi mở cho ý tưởng khoa học hướng dẫn suốt thời gian nghiên cứu luận án tất tâm huyết quan tâm người thầy đến nghiên cứu sinh Đặc biệt cảm ơn anh, chị, em Phòng thí nghiệm Hóa lý bề mặt, Viện Hóa học, Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam Phòng thí nghiệm Công nghệ Lọc Hóa dầu Vật liệu xúc tác hấp phụ, Viện Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội giúp đỡ nhiều sở vật chất, trang thiết bị thí nghiệm, số kỹ thuật phân tích, kiến thức thực nghiệm, … để hoàn thành tốt chương trình nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn thầy, cô, anh, chị bạn đồng nghiệp thuộc Khoa CN Hóa học – Trường ĐHCN Hà Nội tạo điều kiện giúp đỡ để hoàn thành công trình nghiên cứu Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, người thân động viên tinh thần, thời gian vật chất để có động lực công việc nghiên cứu khoa học TÁC GIẢ Phạm Thị Thu Giang MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU……………………………………………………………………… 1 Lý chọn đề tài…………………………………………………………… Mục tiêu luận án……………………………………………………… 3 Nội dung luận án……………………………………………………… Chương TỔNG QUAN……………………………………………………… 1.1 Giới thiệu rơm rạ phương pháp chuyển hóa rơm rạ…………… 1.1.1 Rơm rạ………………………………………………………………… 1.1.2 Các phương pháp chuyển hóa rơm rạ ……………………………… 1.1.3 Nhiệt phân rơm rạ…………………………………………………… 1.2 Xúc tác FCC……………………………………………………………… 16 1.2.1 Thành phần xúc tác FCC………………………………………… 16 1.2.2 Nguyên nhân gây suy giảm hoạt tính xúc tác……………………… 21 1.3 Điatomit………………………………………………………………… 22 1.3.1 Thành phần hóa học điatomit…………………………………… 22 1.3.2 Cấu trúc điatomit………………………………………………… 23 1.4 Quá trình hydro đề oxy hóa (HDO)……………………………………… 23 1.4.1 Giới thiệu trình HDO………………………………………… 23 1.4.2 Hóa học chất điển hình dầu sinh học………………… 25 1.4.3 Cơ chế tâm hoạt động xúc tác phản ứng HDO…………… 28 1.4.4 Cơ chế hình thành sản phẩm phản ứng HDO………………… 31 1.5 Tình hình nghiên cứu ứng dụng xúc tác FCC thải, nhiệt phân rơm rạ nâng cấp dầu nhiệt phân giới Việt Nam…………………… Chương THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 37 2.1 Nguyên liệu, hóa chất dụng cụ………………………………………… 37 2.2 Tổng hợp xúc tác………………………………………………………… 37 2.2.1 Tổng hợp xúc tác cho trình nhiệt phân rơm rạ…………………… 37 2.2.2 Tổng hợp xúc tác cho trình HDO bio-oil………………………… 39 2.3 Các phương pháp đặc trưng xúc tác……………………………………… 43 2.3.1 Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (XRD)……………………………… 43 2.3.2 Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại (IR)…………………………… 44 2.3.3 Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ nitơ………………… 45 2.3.4 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM)…………………………… 47 2.3.5 Phương pháp phân tích nhiệt………………………………………… 47 2.3.6 Phương pháp khử hấp phụ amomiac theo chương trình nhiệt độ…… 48 2.3.7 Phương pháp khử theo chương trình nhiệt độ (TPR-H2)…………… 49 2.3.8 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS ………………………… 50 2.3.9 Phương pháp phổ tán sắc lượng tia X (EDX)………………… 50 2.3.10 Phương pháp cộng hưởng từ hạt nhân rắn MAS-NMR …………… 51 2.3.11 Phương pháp phổ quang điện tử tia X (XPS)……………………… 52 2.4 Phân tích nguyên liệu sản phẩm……………………………………… 53 2.4.1 Phân tích rơm rạ……………………………………………………… 53 2.4.2 Phân tích nguyên tố…………………………………………………… 54 2.4.3 Xác định nhiệt trị sản phẩm lỏng hữu cơ……………………… 55 2.4.4 Phương pháp phân tích sắc ký khí GC/MS…………………………… 55 2.5 Nghiên cứu chuyển hóa rơm rạ…………………………………………… 56 2.5.1 Nhiệt phân rơm rạ…………………………………………………… 56 2.5.2 Phản ứng hydro đề oxy hóa (HDO)………………………………… 58 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN…………………………………… 61 3.1 Nhiệt phân rơm rạ………………………………………………………… 61 3.1.1 Đặc trưng xúc tác…………………………………………………… 61 3.1.1.1 Xúc tác FCC thải xúc tác FCC biến tính…………………… 62 3.1.1.2 Điatomit………………………………………………………… 67 3.1.2 Rơm rạ……………………………………………………………… 71 3.1.2.1 Thành phần nguyên tố…………………………………………… 71 3.1.2.2 Thành phần hóa học……………………………………………… 71 3.1.2.3 Phổ hồng ngoại (IR)…………………………………………… 72 3.1.2.4 Phân tích nhiệt rơm rạ ………………………………………… 73 3.1.3 Nhiệt phân rơm rạ…………………………………………………… 74 3.1.3.1 Nhiệt phân không xúc tác……………………………………… 74 3.1.3.2 Nhiệt phân có xúc tác…………………………………………… 76 3.1.4 Phân tích pha hữu sản phẩm lỏng…………………………… 80 3.1.4.1 Chưng tách sản phẩm pha hữu cơ……………………………… 81 3.1.4.2 Nhiệt trị………………………………………………………… 81 3.1.4.3 Thành phần nguyên tố…………………………………………… 82 3.2 Quá trình hydro đề oxy hóa (HDO)……………………………………… 83 3.2.1 Đặc trưng xúc tác…………………………………………………… 83 3.2.1.1 Ảnh hưởng chất kích hoạt (promotor) – hiệu ứng pha tạp…… 83 3.2.1.2 Ảnh hưởng phương pháp tổng hợp xúc tác………………… 89 3.2.1.3 Ảnh hưởng bề mặt chất mang………………………………… 98 3.2.2 Đánh giá hoạt tính, độ chọn lọc xúc tác………………………… 103 3.2.2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ đến độ chuyển hóa guaiacol…………… 104 3.2.2.2 Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến độ chuyển hóa guaiacol…………………………………………………………………………… 107 3.2.2.3 Ảnh hưởng chất kích hoạt đến độ chuyển hóa guaiacol……… 109 3.2.2.4 Ảnh hưởng phương pháp tổng hợp xúc tác………………… 110 3.2.2.5 Ảnh hưởng bề mặt chất mang………………………………… 111 3.2.2.6 So sánh khả xúc tác hệ NiCu-SiO2(S) với hệ xúc tác kim loại quý Pt/SiO2 Ru/SiO2……………………………………………………… 113 3.2.3 Hydro đề oxy hóa dầu sinh học (bio-oil)…………………………… 114 KẾT LUẬN……………………………………………………………………… 118 Đóng góp luận án……………………………………………………… 120 Danh mục công trình công bố………………………………………… 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………… 123 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT AAS: Atomic Absorption Spectroscopy (Phổ hấp thụ nguyên tử) BET: Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ, khử hấp phụ nitơ EDX: Energy-dispersive X-ray spectroscopy (Phổ tán xạ lượng tia X) FCC: Fluid Catalytic Cracking GC/MS: Gas Chromatography Mass Spectometry (Sắc ký khí ghép khối phổ) HDN: Hydrodenitrogenation (Hidro đề nitơ hóa) HDO: Hydrodeoxygenation (Hydro đề oxi hóa) HDS: Hydrodesunfonation (Hydro đề sunfo hóa) MAS NMR: Magic Angel Spinning Nuclear Magnetic Resonance (Cộng hưởng từ hạt nhân rắn) SEM: Scanning Electron Microscopy (Kính hiển vi điện tử quét) TEM: Transmission Electron Microscopy (Hiển vi điện tử truyền qua) TPD-NH3: Khử hấp phụ NH3 theo chương trình nhiệt độ TPR-H2: Khử hóa hydro theo chương trình nhiệt độ TEOS: Tetraetylorthosilicat ((C2H5O2)4Si) XRD: X-Ray diffraction (Nhiễu xạ tia X) XPS: X-ray Photoelectron Spectroscopy (Quang điện tử tia X) DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Một số số thành phần dầu sinh học dầu thô …………… 10 Bảng 1.2 Thành phần hóa học điatomit…………………………………… 22 Bảng 1.3 Một số thành phần (% khối lượng) bio-oil từ nguồn sinh khối……………………………………………………………………………… 26 Bảng 1.4 Thành phần hóa học dầu sinh học……………………… 26 Bảng 1.5 Năng lượng hoạt hóa lượng liên kết số hợp chất chứa oxy………………………………………………………………………………… 27 Bảng 1.6 Tổng hợp hệ xúc tác khác cho phản ứng HDO………… 28 Bảng 2.1 Kí hiệu mẫu xúc tác tổng hợp cho phản ứng HDO……………… 43 Bảng 3.1 Hàm lượng số kim loại nặng xúc tác FCC biến tính FCC mới……………………………………………………………………………… 65 Bảng 3.2 Thành phần nguôn tố điatomit chưa xử lý điatomit axit hóa… 67 Bảng 3.3 Thành phần nguyên tố rơm rạ…………………………………… 71 Bảng 3.4 Thành phần hóa học rơm rạ……………………………………… 71 Bảng 3.5 Thành phần chất vô tro rơm rạ………………………… 72 Bảng 3.6 Phân bố sản phẩm nhiệt phân nhiệt độ khác nhau……………… 75 Bảng 3.7 Ảnh hưởng nhiệt độ nhiệt phân dùng xúc tác FCC-BT…… 77 Bảng 3.8 Ảnh hưởng hàm lượng chất xúc tá FCC-BT……………………… 78 Bảng 3.9 Ảnh hưởng thành phần chất xúc tác……………………………… 79 Bảng 3.10 Hiệu suất sản phẩm chưng tách pha hữu cơ………………………… 80 Bảng 3.11 Nhiệt trị sản phẩm hữu (nhiệt phân rơm rạ 4500C)………… 81 Bảng 3.12 Thành phần nguyên tố sản phẩm hữu (% theo khối lượng) 82 Bảng 3.13 Các thông số đặc trưng cấu trúc Ni-SiO2(S) NiCu-SiO2(S)……… 85 Bảng 3.14 Thành phần hóa học xúc tác Ni-SiO2(S) NiCu-SiO2(S)… 86 Bảng 3.15 Các thông số đặc trưng cấu trúc xúc tác………………………… 93 Bảng 3.16 Thành phần hóa học xúc tác………………………………… 94 Bảng 3.17 Các thông số đặc trưng cấu trúc……………………………………… 100 Bảng 3.18 Thành phần hóa học xúc tác………………………………… 101 Bảng 3.19 Ảnh hưởng nhiệt độ đến độ chọn lọc sản phẩm HDO…………… 106 Bảng 3.20 Ảnh hưởng thời gian đến độ chọn lọc sản phẩm HDO………… 108 Bảng 3.21 Ảnh hưởng hiệu ứng pha tạp…………………………………… 109 Bảng 3.22 Ảnh hưởng phương pháp tổng hợp……………………………… 110 Bảng 3.23 Ảnh hưởng bề mặt chất mang…………………………………… 111 Bảng 3.24 Độ chuyển hóa độ chọn lọc HDO xúc tác NiCu-SBA-15(S)… 112 Bảng 3.25 Độ chuyển hóa độ chọn lọc xúc tác NiCu-SiO2(S), Pt/SiO2(T), Ru/SiO2(T)…………………………………………………………… 114 Bảng 3.26 Kết phân tích GC/MS bio-oil trước sau HDO…………… 115 Bảng 3.27 Kết phân tích nguyên tố………………………………………… 117 ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Sử dụng phương pháp cấy nhôm nguyên tử vào xúc tác để làm tăng độ axit xúc tác FCC thải điatomit Bằng phổ cộng hưởng từ hạt nhân rắn NMR chứng minh tồn Al khung mạng điatomit khẳng định việc đưa Al vào khung mạng làm tăng lượng tâm Bronsted mà tăng lượng tâm axit Lewis Al mạng Đã chứng minh tính hiệu hệ xúc tác FCC-BT + 5% điaA sử dụng trình nhiệt phân rơm rạ làm nhiệt độ nhiệt phân giảm từ 550oC xuống 450oC tiêu hao lượng đồng thời nâng cao hiệu suất chất lượng dầu sinh hoc Sử dụng phương pháp hóa lý đại XPS chứng minh tương tác pha oxit Ni Cu cấu trúc xúc tác lưỡng kim loại chứa Ni Cu (NiCu-SiO2(S) NiCu-SBA-15(S)) có thay đổi cấu hình điện tử làm dịch chuyển mức lượng chúng, dẫn đến làm giảm đáng kể nhiệt độ khử xúc tác Khảo sát trình HDO dầu sinh học xúc tác NiCu-SiO2(S) cho thấy hiệu suất loại oxy xúc tác NiCu-SiO2(S) đạt ~80% so với xúc tác kim loại quý Pt/SiO2 điều kiện phản ứng 120 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ Phuong T Dang, Giang T T Pham, Hồng T M Vu, Kien T Nguyen, Canh D Dao, Thuy T.T.Hoang, Hoa T.K.Tran, Hy G Le, Tuan A Vu Synthesis and characterization novel nanostructued catalysis for pyrolysis of Biomass Proceedings of The 3rd International Workshop on Nanotechnology and Application - IWNA, November 2011 - Vung Tau, Vietnam, 10-12, 1020 -1022 Phạm Thị Thu Giang, Vũ Văn Giang , Vũ Thị Minh Hồng, Nguyễn Trung Kiên, Đào Đức Cảnh, Hoàng Thị Thu Thủy, Trần Thị Kim Hoa, Vũ Anh Tuấn, Đặng Tuyết Phương Chế tạo xúc tác từ FCC thải nhà máy lọc dầu Dung Quất sử dụng để nhiệt phân rơm rạ thành dầu sinh học Prepared catalysts from waste FCC catalyst of Dung Quat refinery for pyrolysis of rice straw to bio-fuel Tạp chí hóa học, 2011,T.49(5AB),609 -613 Tuyet Phuong Dang, Gia Hy Le, Thi Thu Giang Pham, Trung Kien Nguyen, Duc Canh Dao, Thi Minh Hong Vu, Thi Thu Thuy Hoang, Thi Kim Hoa Tran and Anh Tuan Vu Synthesis of advanced materials for bio-oil production from rice straw by pyrolysis J Adv Nat Sci: Nanosci Nanotechnol (2011) 045012.ISSN 2043-6262 Phạm Thị Thu Giang, Vũ Minh Tân, Đặng Tuyết Phương, Nguyễn Kế Quang Nghiên cứu trình tái sinh biến tính xúc tác FCC thải nhà máy lọc dầu Dung Quất sử dụng để chuyển hóa rơm rạ thành dầu sinh học Tạp chí Khoa học – Công nghệ, số 15.2013, 31- 34 Trần Thị Kim Hoa, Phạm Thị Thu Giang, Nguyễn Thị Yến, Vũ Thị Lý, Lê Hà Giang, Hoàng Thị Thu Thủy, Đào Đức Cảnh, Nguyễn Trung Kiên, Nguyễn Kế Quang, Vũ Anh Tuấn, Đặng Tuyết Phương* Tổng hợp đặc trưng vật liệu mao quản trung bình SBA-15 lưỡng kim loại chứa Ni Cu, Tạp chí xúc tác hấp phụ ISSN 0866-7411, T2, (2013), 57-62 121 Phuong T Dang, Hy G Le, Giang T Pham, Hong T M Vu, Kien T, Nguyen, Canh D Dao, Giang H Le, Hoa T K Tran, Quang K Nguyen, Tuan A Vu Synthesis of Novel Nanostructured Catalysts for Pyrolysis of Biomass, International Journal of Chemical, Nuclear, Metallurgical and Materials Engineering Vol:8 No:12, 2014, 1249-1254 Phạm Thị Thu Giang, Đặng Tuyết Phương, Nguyễn Anh Vũ Vũ AnhTuấn Nghiên cứu tổng hợp ứng dụng xúc tác nano NiCu-SiO2 phản ứng hydro đề oxy hóa guaiacol Tạp chí hóa học, 2014, T6A52, 153-157 Phạm Thị Thu Giang, Vũ Thị Hòa, Đặng Tuyết Phương, Trần Thị Kim Hoa Vũ AnhTuấn Nghiên cứu ảnh hưởng chất mang (nano SiO2 meso SBA15) hệ xúc tác chứa Ni đến hiệu suất hydro đề oxy hóa guaiacol Tạp chí Khoa học –Công nghệ, số 29,08/2015, 72-76 122 TÀI LIỆU THAM KHẢO S Czernik, A.V Bridgwater Overview of applications of biomass fast pyrolysis oil, Energy & Fuels, 2004, 18, (590–598) S Xiu, A Shahbazi, V.B Shirley, L Wang “Swine manure/Crude glycerol coliquefaction: Physical properties and chemical analysis of bio-oil product”, Bioresource Technology, 2011, 102 1928–1932 Leckel, D., Catalytic Hydroprocessing of Coal-Derived Gasification Residues to Fuel Blending Stocks: Effect of Reaction Variables and Catalyst on Hydrodeoxygenation (HDO), Hydrodenitrogenation (HDN), and 10 11 12 Hydrodesulfurization (HDS), Energy & Fuels, 2006, 20, 1761-1766 D.C Elliott, Historical developments in hydroprocessing bio-oils, Energy & Fuels, 2007, 21, 1792–1815 Bridgwater, A.V., Czernik, S., Piskorz, J., in: A.V Bridgwater (Ed.) Fast pyrolysis of biomass: A handbook, CPL Press Newbury, 2002, Volume 2, 1-19 Zhong He, Xianqin Wang*, Hydrodeoxygenation of model compounds and catalytic systems for pyrolysis bio-oils upgrading, Versita:Catalysis for sustainable energy,, 2013, 28–52 Ralph E.H Sims, Warren Mabee, Jack N Saddler and Michael Taylor Review: An overview of second generation biofuel technologies Bioresource Technology, 2010, 11 (6), 1570-1580 Ayse Hilal Demirbas and Imren Demirbas Importance of rural bioenergy for developing countries Energy Conversion and Management, 2007, 48 (8), 23862398 H.B Goyal, Diptendu Seal and R.C Saxena Bio-fuels from thermochemical conversion of renewable resources: A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2008, 12 (2), 504-517 Ayhan Demirbas Progress and recent trends in biofuels Progress in Energy and Combustion Science, 2007, 33 (1), 1-18 Esben Taarning, Christian M.Osmundsen, Xiaobo Yang, Bodil Voss, Simon I Andersena and Claus H Christensena Zeolite-catalyzed biomass conversion to fuels and chemicals Energy Environ Sci., 2011, 4, 793–804 Chun-Hui Zhou, Xi Xia, Chun-Xiang Lin, Dong-Shen Tonga and Jorge Beltramini Catalytic conversion of lignocellulosic biomass to one chemicals and fuels Chem Soc Rev., 2011, 40, 5588–5617 123 13 George W.Huber, Sara Iborra and Avenlino Corma Synthesis of Transportation Fuels from Biomass: Chemistry, Catalysts and Engineering, Chem Rev 2006, 14 106, 4044−4098 Richard French, Stefan Czernik, Catalytic pyrolysis of biomass for biofuels 15 production, Fuel Processing Technology, 2010, Vol 91, 1, 25-32 Dinesh Mohan, Charles U Pittman and Philip H Steele, Pyrolysis of wood/biomass for bio-oil: A Critical Review, Energy and Fuels, 2006, 20, 848889 16 Ryan M West, Edward L Kunkes, Dante A Simonetti, James A Dumesic, Catalytic conversion of biomass-derived carbohydrates to fuels and chemicals by formation and upgrading of mono-functional hydrocarbon intermediates, Catalysis Today, 2009, Vol 147, 2, 30, 115-125 17 18 19 20 21 22 23 24 Gozde Duman, Cagdas Okutucu, Suat Ucar, Ralph Stahl, Jale Yanik, The slow and fast pyrolysis of cherry seed, Bioresource Technology, 2011, 102, 1869– 1878 V.A Yakovlev, S.A Khromova, O.V Sherstyuk, V.O Dundich, D.Y Ermakov, V.M Novopashina, M.Y Lebedev, O Bulavchenko, V.N Parmon, Development of new catalytic systems for upgraded bio-fuels production from bio-crude-oil and biodiesel, Catal Today, 2009, 144, 362–366 A.R Ardiyanti, S.A Khromova, R.H Venderbosch, V.A Yakovlev, H.J Heeres, Catalytic hydrotreatment of fast-pyrolysis oil using non-sulfided bimetallic Ni-Cu catalysts on a δ-Al2O3 support, Appl Catal B: Environ 2012, 117/118, 105–117 Naveenji Arun, Rajesh V Sharma, Ajay K Dalai, Green diesel synthesis by hydrodeoxygenation of bio-based feedstocks: Strategies for catalyst design and development, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 48, 2015, 240 – 255 Bhattacharye D, Tambe S S, Sivasanker S., The influnce of reaction temperature on the cracking mechanism of n-hexane over H-ZSM-48, Applied catalysis A: General, 1997, Vol 154, 139-153 Babitz S.M, Williams B.A, Miller J T, Snurr R Q, Hagg W O, Kung H H., Monomolecular cracking of n-hexane on Y, MOR and ZSM-5 zeolite, Applied catalysis A: General, 1999, Vol 179, 71-86 T.R Carlson, T.P Vispute, G Huber, Green gasoline by catalytic fast pyrolysis of solid biomass-derived compounds, Chem Sus Chem, 2008, 1, 397–400 Hyun Ju Park, Hyeon Su Heo, Jong-Ki Jeon, Jeongnam Kim, Ryong Ryoo, Kwang-Eun Jeong, Young-Kwon Park Highly valuable chemicals production 124 from catalytic upgrading of radiata pine sawdust-derived pyrolytic vapors over mesoporous MFI zeolites, Appl Catal B Environ 2010, Vol.95, 3-4, 365-373 25 26 Vitolo S, Bresci B, Seggiani M, Gallo MG Catalytic upgrading of pyrolytic oils over HZSM-5 zeolite: behaviour of the catalyst when used in repeated upgrading-regenerating cycles Fuel, 2001, 80, 17–26 Suchithra Thangalazhy-Gopakumar, Sushil Adhikari, Shyamsundar Ayalur Chattanathan,Ram B Gupta, Catalytic pyrolysis of green algae for hydrocarbon production using H+ZSM-5 catalyst, Bioresource Technology, 2012, 118, 150– 27 157 A.G Gayubo, A.T Aguayo, A Atutxa, R Aguado,M Olazar, J Bilbao, Transformation of oxygenate components of biomass pyrolysis oil on HZSM-5 zeolite II.Andehit, ketones, and acids, Ind Eng Chem Res 2004, 43, 2619– 28 29 30 31 32 33 34 2626 A Aho, N Kumar, A.V Lashkul, K Erọnen, M Ziolek, P Decyk, T Salmi, B Holmbom, M Hupa, D Yu Murzin, Catalytic upgrading of woody biomass derived pyrolysis vapours over iron modified zeolites in a dual-fluidized bed reactor, Fuel, 2010, Vol 89, 8, 1992-2000 Nilsen MH, Antonakou E, Bouzga A, Lappas A, Mathisen K, Stocker M Investigation of the effect of metal sites in Me-Al-MCM-41 (Me = Fe, Cu or Zn) on the catalytic behavior during the pyrolysis of wooden based biomass Micropor Mesopor Mat, 2007, 105, 189–203 Qiang Lu, Ying Zhang, Zhe Tang, Wen-zhi Li, Xi-feng Zhu Catalytic upgrading of biomass fast pyrolysis vapors with titania and zirconia/titania based catalysts Fuel, 2010, 89, 2096–2103 Y.Xu, T Wang, L Ma, Q Zhang, L Wang Upgrading of liquid fuel from the vacuum pyrolysis of biomass over the Mo–Ni/g-Al2O3 catalysts Biomass and Bioenerry, 2009, 33, 1030-1039 Antonakou E, Lappas A, Nilsen MH, Bouzga A, Stocker M Evaluation of various types of Al-MCM-41 materials as catalysts in biomass pyrolysis for the production of bio-fuels and chemiscals Fuel, 2006, 85, 2202-12 Oasmaa A, Czernik S Fuel oil quality of biomass pyrolysis oils – state of the art for the end user Energ Fuel, 1999, 13, 914–21 Lappas AA, Samolada MC, latridis DK, Voutetakis SS, Vasalos IA Biomass pyrolysis in a circulating fluid bed reactor for the production of fuels and chemiscals Fuels, 2002, 81, 2087-95 125 35 36 Olazar M, Aguado R, Bilbao J, Barona A Pyrolysis of sawdust in a conical sported-bed reactor with a HZSM-5 catalyst Spain AIChE Journal 2000, 46, 1025-33 Atutxa A, Aguado R, Gayubo AG, Olazar M, Bibao J Kinetic description of the catalytic pyrolysis of biomass in a conical sputed bed reactor Enery Fuels, 2005, 19, 765-74 37 Furimsky, E., Catalytic hydrodeoxygenation, Applied Catalysis A: General, 2000, 199, 147-190 38 A.V.Bridgwater, G.V.C.Peacocke, Fast pyrolysis process for biomass, Renewable Sustainable Energy Rev, 2000, 4, 1–73 39 A Corma, G Huber, L.Sauvanaud, P O'Connor, Processing biomass-derived oxygenates in the oil refinery: catalytic cracking (FCC) reaction pathways and 40 41 42 43 44 45 46 47 48 role of catalyst, J Catal 2007, 247, 307–327 Nguyễn Hữu Phú, Cracking xúc tác, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2005, 185-211 Pramatha Payra and Prabir K Dutta, Handbook of zeolite science and technology, Marcel Dekker, inc, New York 2003 Charles L Hemler and Lester F, Smith UOP fluid catalytic cracking (FCC) process, UOP LLC Des Plaines, Illinois 2003 Fairauto J R and Bartholem H C “Fundamentals of industrial catalytic process”, London Backie Academic and Proffessional, 2002, 152 – 155 Bin Xu, Silvia Bordiga, Roel Prins, Jeroen A van Bokhoven, Effect of framework Si/Al ratio and extra-framework aluminum on the catalytic activity of Y zeolite, Applied Catalysis A: General, 2007, Vol.333, 245-253 Ch.Baerlocher, L.B McCusker and D.H Olson, Atlas of Zeolite Framework Types, 6th revised edition , Elsevier, Amsterdam, 2007 Bin Xu, Carsten Sievers, Suk Bong Hong, Roel Prins, Jeroen A van Bokhoven, Catalytic activity of Brønsted acid sites in zeolites: Intrinsic activity, rate-limiting step, and influence of the local structure of the acid sites, J Catal., 2006, Vol 244, 163-168 Đinh Thị Ngọ, Hoá học dầu mỏ khí, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2009 Song Chen, Yongrun Yang, Kuixi Zhang, Jindai Wang, Beta zeolite made from mesoporous material and its hydrocracking performance, Catalysis Today, 2006, Vol.116, 2–5 126 49 50 H Hadjar, B Hamdi, M Jaber, J Brendlé, Z Kessaissia, H Balard, J.B Donnet, Elaboration and characterisation of new mesoporous materials from diatomite and charcoal, Micro.Meso.Mat., 2008, Vol.107, 219-226 Nezahat Ediz, İsmail Bentli, İlknur Tatar, Improvement in filtration characteristics of diatomite by calcination, Proc Int.J.Miner., International Journal of Mineral Processing, 2010, Vol.94, 129-134 51 Se In Cho, Kwang Seop Jung, and Seong Ihl Woo, Studies on recycling and utilization of spent catalysts: Preparation of active hydrodemetallization catalyst compositions from spent residue hydroprocessing catalysts, Applied Catalysis B: Environmental, 2007, Vol.71, 199-206 52 53 54 55 56 57 58 59 60 Huber, G.W., Iborra, S., Corma, A., Synthesis of transportation fuels from biomass: chemistry, catalysts, and engineering, Chemical reviews, 2006, 106, 4044-4098 Charles A Mullen, Akwasi A Boateng, Chemical composittion of bio-oil produced by pyolysis of two energy crop, Energy & Fuels, 2008, 22, 2104-2109 Xifeng Zhu, Biomass fast pyrolysis for liquid fuels, PhD thesis, University of Science & Technology of China (USTC), 2013 Grange, P., Laurent, E., Maggi, R., Centeno, A., Delmon, B., Hydrotreatment of pyrolysis oils from biomass: reactivity of the various categories of oxygenated compounds and preliminary techno-economical study, Catalysis Today, 1996, 29, 297-301 He Z, Wang X Hydrodeoxygenation of model compounds and catalytic systems for pyrolysis bio-oils upgrading Catal Sustain Energy, 2012;1:28 – 52 Popov, A., Kondratieva, E., Goupil, J.M., Mariey, L.,Bazin, P., Gilson, J.P., Travert, A., Maugé, F., Bio-oils Hydrodeoxygenation: Adsorption of Phenolic Molecules on Oxidic Catalyst Supports, Journal of Physical Chemistry C, 2010, 114, 15661-15670 Romero, Y., Richard, F., Brunet, S., Hydrodeoxygenation of 2-ethylphenol as a model compound of bio-crude over sulfided Mo-based catalysts: Promoting effect and reaction mechanism, Appl Catal., B, 2010, 98, 213-223 Stakheev, A.Y., Kustov, L.M., Effects of the support on the morphology and electronic properties of supported metal clusters: modern concepts and progress in 1990s, Applied Catalysis A: General, 1999, 188, 3-35 Jasik, A., Wojcieszak, R., Monteverdi, S., Ziolek, M., Bettahar, M.M., Study of nickel catalysts supported on Al2O3, SiO2 or Nb2O5 oxides, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 2005, 242, 81-90 127 61 62 Zhang, W., Zhang, Y., Zhao, L., Wei, W., Catalytic Activities of NiMo Carbide Supported on SiO2 for the Hydrodeoxygenation of Ethyl Benzoate, Acetone, and Acetaldehyde, Energy & Fuels, 2010, 24, 2052-2059 E.Tangstad, A Andersen, T.Myrstad, I M.Dahl, Passivation of vanadium in an equilibrium FCC catalyst at short contact-times Applied Catalysis A: General 2006, 313, 35 – 40 63 M A Gerber, J G Frye, L E Bowman, J L Fulton, L J Silva Regeneration of Hydrotreating and FCC Catalysts Pacific Northwest National Laboratory, 64 1999 Uin S.Yoo Metal recovery and rejuvenation of metal – loaded spent catalysts 65 Catalysis today, 1998, vol 46, 27-46 Hilal Al-Dhamri, Khaled Melghit, Use of alumina spent catalyst and RFCC 66 67 68 69 70 71 wastes from petroleum refinery to substitute bauxite in the reparation of Portland clinker Chemistry Department, College of Science, Sultan Qaboos University, 2009 J Monzỳ, J Payỏ, M.V Borrachero, S Velỏzquez, L Soriano, Reusing of spent FCC catalyst as a very reactive pozzolanic material: formulation of high performance concretes, RILEM Publications SARL, 2004, 1008 - 1016 J.aya, J Monzo, M.V borrachero, S velazquez Evaluation of the pozzolanic activity of fluid catalytic cracking catalyst Cement and Conrete Research, 2003, Vol 33, 603-609 Hsiu-Liang Chen, Yn-Sheng Tsenes, Spent fcc catalyst as a pozzolanic material for high performance mortars Cement and Conrete Composites, 2004, Vol 26, 657-664 S K Antiohos, E Chouliara, S Tsimas, Re-use of spent catalyst from olicracking refineries as supplementary cementing material China Particuology, 2006, vol 4,2, 73-76 Y.-H Lin, M.- Yang, Catalytic pyrolysis of polyolefin waste into valuable hydrocarbons over reused catalyst from refinery FCC units Department of Biochemical Engineering, Graduate Institute of Environmental Polymer Materials, Kao Yuan University, 2007 Y.-H Lin, M.-H Yang, Chemical catalysed recycling of waste polymers: Catalytic conversion of polypropylene into fuels and chemicals over spent FCC catalyst in a fluidised-bed reactor Department of iochemical Engineering & Graduate Institute of Environmental Polymer Materials, Kao Yuan University, 2007 128 72 73 Salvador C Cardona, Avelino Corma, Tertiary recycling of pllypropylene by FCC commercial catalyst Applied Catalysis B: Environmental, 2000, vol 25, 151-162 Y.-H Lin, M.-H Yang, Catalytic conversion of commingled polymer waste into chemicals and fuels over spent FCC commercial catalyst in a fluidised-bed reactor Applied Ctalysis B: Environmental, 2007, vol 69, 145-153 74 75 O.bayrakrar, E L Kugler, Coke content of spent commercial fluid catalytic cracking catalyst Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2003 vol 71, 867-874 Oguz Bayyraktar, Edwin L Kugler, Effect of pretreatment on the performance metal-contaminated fluid catalytic cracking (FCC) catalysts Applied Catalysis General, 2004, 260, 119-124 76 77 78 79 80 81 82 E Tangstad, A Andersen, T Myrstad, Catalytic behaviour of nickel and iron metal contaminals of an FCC catalyst after oxidative and reductive thermal treatments, Applied Catalysis A: General, 2008, 346, 194-199 F.V.Pinto, A.S.Escobar, B.G de Oliveira, Y.L Lam, H.S Cerqueira, B Louis, J.P Tessonnier, D.S Su, M.M Pereira, The effect of alumina on FCC catalyst in the presence of nickel and vanadium, Applied Catalysis A: General, 2010, Vol 388, 1–2, 15–21 Jun Long, Yuxia Zhu, Yujian Liu, Zhijian Da, Han Zhou, Effects of vanadium oxydation number on desulfurization perfomance of FCC catalyst Applied Catalysis A: General, 2005, 282, 295-301 Nguyễn Thị Châm, Nguyễn Mạnh Hà, Ta Quang Minh, Nghiên cứu khả sử dụng chất xúc tác RFCC qua sử dụng nhà máy lọc dầu Dung Quất làm phụ gia xi măng Tạp chí Dầu khí, số 11,2013 Hoàng Linh Lan, Nguyễn Anh Dũng, Đánh giá ảnh hưởng chất xúc tác FCC thải (spent-FCC catalyst) tới trình chyển hóa lốp ô tô phế thải thành nhiên liệu lỏng Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học Công nghệ Quốc tế dầu khí Việt Nam, 2, 2010 Vũ Thị Minh Hồng, Tổng hợp nghiên cứu đặc trưng hệ xúc tác axit rắn đa mao quản ứng dụng cracking cặn dầu Bạch Hổ Luận án tiến sĩ, Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, 2012 Phạm Thế Trinh, Nghiên cứu công nghệ tái sử dụng xúc tác thải FCC thành xúc tác cho trình cracking dầu nhờn thải để sản xuất nhiên liệu, Báo cáo đề tài Bộ Công thương, Viện Hoá học Công nghiệp Việt Nam 2010 129 83 84 Lê Quang Hưng, Nghiên cứu khôi phục xúc tác FCC thải sử dụng cho trình cracking dầu nhờn thải thu nhiên liệu, Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, 2015 Phan Minh Quốc Bình, Nghiên cứu chuyển hóa sinh khối Việt Nam thành dầu sinh học trình nhiệt phân nhanh hydro đề oxy hóa (HDO) sở xúc tác Molipđen, Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Bách khoa Thành phố 85 Hồ Chí Minh, 2015 Fairauto J R and Bartholem H C “Fundamentals of industrial catalytic 86 process”, Backie Academic and Proffessional, 2002, 152 – 155 Nguyễn Đình Triệu, Các phương pháp vật lý ứng dụng hóa học, Nhà xuất 87 Đại học Quốc gia Hà Nội, 1999, 150-165 M.A Reiche, M Maciejew, A Baiker Characterization by temperature 88 89 90 91 92 93 94 95 programmed reduction Catal Today, 2000, 56, 347-355 P.J.Orr, S.L.Kearns, X-Ray Microanalysis of Burgess Shale and Similarly Preserved Fossils Topics in Geobiology 2011, 36, 271–299 E Raymond Andrew, Magic Angle Spinning, Solid State NMR Studies of Biopolymers, John Wiley & Sons, Inc 111 River Street, Hoboken, New Jersey, USA, 2010, 83–97 E.J.M Hensen, D.G Poduval, P.C.M.M Magusin, A.E Coumans, J.A.R van Veen, Formation of acid sites in amorphous silica-alumina, Journal of Catalysis, 2010, Vol.269, 201–218 Puyams Singh, Timbastow, Marktrigg, Structural studies of geopolymers by 29 Si and 27AlMAS-NMR, Journal of materials science, 2005, Vol.40, 3951 – 3961 Sitthisa, S., Resasco, D., Hydrodeoxygenation of Fufural Over Supported Metal Catalysts: A Comparative Study of Cu, Pd and Ni, Catalysis Letters, 2011, 141, 784-791 Y Wang, T Gao, Alloy Formation and Strength of Ni-Cu Interaction in NiCu/ZnO Catalysts, React Kinet Catal Lett 2000, 70, 1, 91–96 Xinghua Zhang, Tiejun Wang, Longlong Ma, Qi Zhang, Yuxiao Yu, Qiying Liu, Characterization and catalytic properties of Ni and NiCu catalysts supported on ZrO2–SiO2 for guaiacol hydrodeoxygenation, Catalysis Communications, 2013, 33, 15–19 O.I.Şenol, T.R.Viljava, A.O.I.Krause, Effect of sulphiding agents on the hydrodeoxygenation of aliphatic esters on sulphided catalysts, Applied Catalysis A, 2007, 326, 236–244 130 96 S Jin et al Catalytic hydrodeoxygenation of anisole as lignin model compound over supported nickel catalysts, Catalysis Today, 2014, Vol 234, 125–132 97 S.K Saraswat, K.K Pant, Synthesis of hydrogen and carbon nanotubes over copper promoted Ni/SiO2 catalyst by thermocatalytic decomposition of 98 methane, Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2013, 13, 52-59 E.T Saw, U Oemar, X.R Tan,Y.Du, A Borgna, K Hidajat, S Kawi, Bimetallic Ni–Cu catalyst supported on CeO2 for high-temperature water–gas shift reaction: Methane suppression via enhanced CO adsorption, Journal of 99 Catalysis, 2014, 314, 32–46 Van Ngoc Bui, Dorothee Laurenti, Pavel Afanasiev, Christophe Geantet, Hydrodeoxygenation of guaiacol with CoMo catalysts Part I: Promoting effect of cobalt on HDO selectivity and activity, Applied Catalysis B: Environmental, 2011, 101, 239–245 100 Van Ngoc Bui, Dorothee Laurenti, Pierre Delichore, Christophe Geantet, Hydrodeoxygenation of guaiacol Part II: Support effect for CoMoS catalysts on HDO activity and selectivity, Applied Catalysis B: Environmental, 2011, 101, 246–255 101 M V Bykova, D Y Ermakov, V V Kaichev, O A Bulavchenko,A A Saraev, M Y Lebedev and V A Yakovlev, Ni-based sol–gel catalysts as promising systems for crude bio-oil upgrading: Guaiacol hydrodeoxygenation study, Appl Catal., B, 2012, 113, 296–307 102 E S Vasiliadou and A A Lemonidou, Investigating the performance and deactivation behaviour of silica-supported copper catalysts in glycerol hydrogenolysis, Appl Catal., A, 2011, 396, 177–185 103 J X Zhou, L Y Guo, X W Guo, J B Mao and S G Zhang, Selective hydrogenolysis of glycerol to propanediols on supported Cu-containing bimetallic catalysts, Green Chem., 2010, 12, 1835–1843 104 Ji-Sue Moon, Eung-Gun Kim, Yong-Kul Lee, Active sites of Ni2P/SiO2 catalyst for hydrodeoxygenation of guaiacol: A joint XAFS and DFT study, Journal of Catalysis, 2014, 311, 144–152 105 M.N Timofeeva, S.H Jhung, Y.K Hwang, D.K Kim, V.N Panchenko, M.S Melgunov, Yu A Chesalov, J S Chang Ce-silica mesoporous SBA-15-type materials for oxidative catalysis: Synthesis, characterization, and catalytic application Applied Catalysis A: General, 2007, 317, 1-10 106 Seyed Naser Azizi, Shahram Ghasemi, Elham Chiani Nickel/mesoporous silica (SBA-15) modified electrode material for electrode: An effective porous 131 material for electrooxidation of metanol Electrochimica Acta, 2013, 88, 463472 107 Ajayan Vinu, Toshiyuki Mori, Katsuhiko Ariga New families of mesoporous materials Science and technology of Advanced materials, 2006, 7, 753-771 108 P.Shah, A.V Ramaswamy, K Lazar, Veda Ramaswamy Direct hydrothermal synthesis of mesoporous Sn-SBA-15 materials under weak acidic conditions Microporous and Mesoporous materials, 2007, 100, 210-226 109 Huseyin Arbag, Sena Yasyerly, Nail Yasyerli, Gulsen Dogu Activity and stablity enhancement of Ni-MCM-41 catalysts by Rh incoporatio for hydrogen from dry reforming of methane International Journal of hydrogen energy, 2010, 35, 2296-2304 110 Jiacheng Wang, Qingfeng Liu, Qian Liu Synthesis and characterization of SnAl-containing SBA-15 mesoporous materials without mineral acids added Microporous and Mesoporous materials, 2007, 102, 51-57 111 Yong- Mei Liu, Yong cao, Nan Yi, vWei- Liang Feng, Wei-lin Dai, Shi –Run Yan, He-Yong He, Kang –Nian Fan Vanadium oxide supported on mesoporous SBA-15 as highly selective catalysts in the oxidative dehydrogenation of propane Journal of Catalysis, 2004, 224, 414-428 112 Xinghua Zhang, Qi Zhang, Lungang Chen, Ying Xu, Tiejun Wang, Longlong Ma, Effect of calcinations temperature of Ni/SiO2‐ZrO2 catalyst on its hydrodeoxygenation of guaiacol, Chinese Journal of Catalysis, 2014, 35, 302– 309 113 K Leiva, C Sepỳlveda, R Garcớa, J.L.G Fierro, G Aguila, P Baeza,M Villarroel, N Escalona, Effect of P content in the conversion of guaiacol over Mo/γ-Al2O3 catalysts, Applied Catalysis A: General, 2013, 467, 568–574 114 Yoon-Ki Hong, Dae-Won Lee, Hee-Jun Eom, Kwan-Young Lee, The catalytic activity of Pd/WOx/γ-Al2O3 for hydrodeoxygenation of guaiacol, Applied Catalysis B: Environmental, 2014, 150–151, 438–445 115 Tarit Nimmanwudipong, Ceren Aydin, Jing Lu, Ron C Runnebaum, Kevin C Brodwater, Nigel D Browning, David E Block, Bruce C Gates, Selective Hydrodeoxygenation of Guaiacol Catalyzed by Platinum Supported on Magnesium Oxide, Catal Lett, 2012, 142, 1190–1196 116 Aqsha Aqsha, Lakshmi Katta, Nader Mahinpey, Catalytic Hydrodeoxygenation of Guaiacol as Lignin Model Component Using Ni-Mo/TiO2 and Ni-V/TiO2 Catalysts, Catal Lett, 2015, 145, 1351–1363 132 117 Zhong HE, Xianqin WANG, Highly selective catalytic hydrodeoxygenation of guaiacol to cyclohexane over Pt/TiO2 and NiMo/Al2O3 catalysts, Front Chem Sci Eng 2014, 8(3): 369–377 118 M V Bykova, S G Zavarukhin, L I Trusov, and V A Yakovlev, Guaiacol Hydrodeoxygenation Kinetics with Catalyst Deactivation Taken Consideration, Kinetics and Catalysis, 2013, Vol 54, No 1, 40–48 into 119 Binh M Q Phan, Quan L M Ha, Nguyen P Le,Phuong T Ngo, Thu H Nguyen, Tung T Dang, Luong H Nguyen, Duc A Nguyen, Loc C Luu, Influences of Various Supports, γ-Al2O3, CeO2, and SBA-15 on HDO Performance of NiMo Catalyst, Catal Lett, 2015, 145, 662–667 120 Sunya Boonyasuwat, Taiwo Omotoso, Daniel E Resasco, Steven P Crossley, Conversion of Guaiacol over Supported Ru Catalysts, Catal Lett, 2013, 143, 783–791 121 S Ted Oyama, Tatsuki Onkawa, Atsushi Takagaki, Ryuji Kikuchi, Sou Hosokai, Yoshizo Suzuki, Kyoko K Bando, Production of Phenol and Cresol from Guaiacol on Nickel Phosphide Catalysts Supported on Acidic Supports, Top Catal, 2015, 58, 201–210 122 Shin-Kuan Wu,Po-Chen Lai,Yu-Chuan Lin, Atmospheric Hydrodeoxygenation 123 124 125 126 127 of Guaiacol over Nickel Phosphide Catalysts: Effect of Phosphorus Composition, Catal Lett, 2014, 144, 878–889 L De Rogatis, T Montini, B Lorenzut, P Fornasiero, NixCuy/Al2O3 based catalysts for hydrogen production, Energy Environ Sci 2008, 1, 501–509 Sofia A Khromovaa, Andrey A Smirnova,Olga A Bulavchenkoa, Andrey A Saraeva,Vasiliy V Kaicheva, Sergey I Reshetnikova,Vadim A Yakovleva, Anisol hydro deoxygenation over Ni-Cu bimetalic catalysts: the efect of Ni,Cu ratio on selectivity,Applied Catalysis A: General, 2014, 261–270 Kapil Soni, K C Mouli, A K Dalai, J Adjaye, Influence of Frame Connectivity of SBA-15 and KIT-6 Supported NiMo Catalysts for Hydrotreating of Gas Oil, Catalysis Letters, 2010, Vol 136, 1-2, 116-125 Xinghua Zhang, Tiejun Wang, Longlong Ma, Qi Zhang, Ting Jiang Hydrotreatment of bio-oil over Ni-based catalyst BioresourceTechnology, 2013, 127, 306-311 Wang, W., Yang, Y, Bao, J., Luo, H, Characterization and catalytic properties of Ni–Mo–B amorphous catalysts for phenol hydrodeoxygenation, Catalysis Communications, 2009, 11, 100-105 133 128 Wang, W, Yang, Y, Luo, H., Peng, H., He, B., Liu, W, Preparation of Ni(Co)–W–B amorphous catalysts for cyclopentanone hydrodeoxygenation, Catalysis Communications, 2011, 12, 1275-1279 129 Zhao, C., Kou, Y., Lemonidou, A.A., Li, X., Lercher, J.A., Hydrodeoxygenation of bio-derived phenols to hydrocarbons using RANEY Ni and Nafion/SiO2 catalysts, Chemical Communications, 2010, 46, 412-414 130 Yang Y, Ochoa-Hernández C, O ’ Shea VA, Pizarro P, Coronado JM, Serrano DP Effect of metal-support interaction on the selective hydrodeoxygenation of anisole to aromatics over Ni-based catalysts Appl Catal B: Environ 2014, 145, 91 – 100 131 Li, N., Huber, G.W., Aqueous-phase hydrodeoxygenation of sorbitol with Pt/SiO2-Al2O3: Identification of reaction intermediates, Journal of Catalysis, 2010, 270, 48-59 132 Zhu, X., Lobban, L.L., Mallinson, R.G., Resasco, D.E.,Bifunctional ransalkylation and hydrodeoxygenation of anisole over a Pt/HBeta catalyst, Journal of Catalysis, 2011, 281, 21-29 133 He, Z., Wang, X., Highly selective ethane production from acetic acid hydrodeoxygenation over transition metal oxide catalysts, 2012 134 Laurent, E., Delmon, B., Deactivation of a sulfided NiMo/γ -Al2O3 during the hydrodeoxygenation of bio-oils Influence of a high water pressure, in: Studies in Surface Science and Catalysis, Elsevier, 1994, 459-466 135 Honkela, M.L., Viljava, T.-R., Gutierrez, A., Krause, A.O.I., Chapter 11 Hydrotreating for Bio-Oil Upgrading, in: Thermochemical Conversion of Biomass to Liquid Fuels and Chemicals, Royal Society of Chemistry, 2010, 288306 136 Mortensen, P.M., Grunwaldt, J.D., Jensen, P.A., Knudsen, K.G., Jensen, A.D., A review of catalytic upgrading of bio-oil to engine fuels, Applied Catalysis A: General, 2011, 407, 1-19 137 Grange, P., Laurent, E., Maggi, R., Centeno, A., Delmon,B., Hydrotreatment of pyrolysis oils from biomass: reactivity of the various categories of oxygenated compounds and preliminary techno-economical study, Catalysis Today, 1996, 29, 297-301 138 Sharma, R.K., Bakhshi, N.N., Catalytic upgrading of biomass-derived oils to transportation fuels and chemicals, The Canadian Journal of Chemical Engineering, 1991, 69, 1071-1081 134 [...]... từ những thực tế trên, chúng tôi đã thực hiện đề tài Nghiên cứu tổng hợp hệ xúc tác hiệu quả cho quá trình sản xuất nhiên liệu sinh học từ rơm rạ”, với các nội dung nghiên cứu chính như sau: 2 Mục tiêu của luận án - Nghiên cứu chế tạo xúc tác trên cơ sở FCC thải được biến tính và điatomit axit hóa sử dụng cho quá trình nhiệt phân rơm rạ tạo ra dầu sinh học (bio-oil) với hiệu suất cao - Tổng hợp và khảo... tế – xã hội, nhu cầu sử dụng nhiên liệu ngày càng tăng mà nguồn nhiên liệu chính đang được sử dụng là nhiên liệu hóa thạch từ dầu mỏ được khai thác triệt để, ngày càng cạn kiệt và gây ô nhiễm môi trường, hiệu ứng nhà kính Do vậy nhiên liệu tái tạo như etanol sinh học, diesel sinh học (từ mía, tinh bột sắn, dầu - mỡ động thực vật) hoặc dầu sinh học bio-oil (từ nguồn gốc sinh khối biomass) đang được... đây, một số công trình nghiên cứu sử dụng xúc tác FCC thải làm vật liệu giao thông hoặc chất độn trong xi măng hay tái sinh để sử dụng làm xúc tác cho quá trình chuyển hóa cao su phế thải, cracking cặn dầu nhờn thải thu nhiên liệu Một ý tưởng mới của luận án là tái sử dụng xúc tác thải FCC chế tạo ra chất xúc tác mới, đặc hiệu sử dụng trong quá trình sản xuất nhiên liệu sinh học từ rơm rạ Để nâng cấp sản... lấy tro bón cho đồng ruộng Tuy nhiên việc đốt trực tiếp rơm rạ trên cánh đồng đã gây ô nhiễm trầm trọng đối với môi trường như tạo khói, bụi đồng thời phát thải ra một lượng rất lớn khí CO2, CO và CH4 gây ảnh hưởng hiệu ứng nhà kính Do đó việc sử 2 dụng rơm rạ như một nguồn sinh khối vừa làm nguyên liệu cho quá trình chuyển hóa thành sản phẩm có giá trị hơn (nhiên liệu sinh học) vừa góp phần giải quyết... đang rất được quan tâm Cho đến nay, chưa có công trình nào liên quan đến tạo nhiên liệu sinh học từ sinh khối rơm rạ bằng phương pháp nhiệt phân rơm rạ và nâng cấp bio-oil có sử dụng xúc tác Đây là một hướng đi mới có nhiều ưu điểm tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có giá rẻ, đáp ứng được một số tiêu chí của Hóa học xanh góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường nhằm tạo ra nguồn nhiên liệu sạch với hiệu... khối biomass) đang được đặc biệt quan tâm, có thể thay thế một phần nhiên liệu từ dầu mỏ [1] Trên thế giới cũng như ở Việt Nam hiện đang sử dụng một phần nhiên liệu sinh học như trong E5, E10 (xăng chứa 5%, 10% etanol sinh học) và B5, B10 (diesel chứa 5%, 10% diesel sinh học) và tiến tới nâng cao tỷ lệ trên Tuy nhiên, việc sản xuất etanol sinh học chủ yếu từ nguồn tinh bột sắn, gây ảnh hưởng đến an ninh... mặt trong rơm rạ do đó làm tăng hiệu quả sử dụng rơm rạ, còn trong quá trình thủy phân, lignin hầu như không phản ứng 1.1.3 Nhiệt phân rơm rạ Quá trình nhiệt phân rơm rạ là phương pháp phân hủy hóa học trong điều kiện không có oxy, dưới tác dụng của nhiệt để biến đổi rơm rạ thành các sản phẩm lỏng, rắn và khí [15] Do đó nhiệt phân rơm rạ có thể tạo ra một loạt các sản phẩm thương mại như nhiên liệu,... Hemixenlulozơ cho nhiều khí hơn so với xenlulozơ và không có levoglucosan Tuy nhiên, hemixenlulozơ cho nhiều metanol và axit axetic hơn so với xenlulozơ Lignin là thành phần chính thứ ba của rơm rạ, là hợp chất vô định hình và khó phản ứng nhất Thời gian nhiệt phân hoàn toàn rơm rạ tại nhiệt độ nhất định chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi tốc độ nhiệt phân của lignin tại điều kiện đó Lignin nhiệt phân cho nhiều... cho vật liệu từ đó tạo thành pha nền hoạt tính bổ sung cho xúc tác FCC 1.4 Quá trình hydro đề oxy hóa (HDO) 1.4.1 Giới thiệu về quá trình HDO Trong các nguồn năng lượng tái tạo để sản xuất nhiên liệu thì nhiên liệu sinh học thu được từ quá trình phân hủy biomass (phế thải nông-lâm nghiệp) như rơm rạ, bã mía, lõi ngô, xơ dừa, mùn cưa… được quan tâm nghiên cứu nhiều hơn cả Biomass có thể phân hủy bằng... xenlulozơ, hemixenlulozơ và lignin nên trong quá trình nhiệt phân sẽ cho các loại sản phẩm khác nhau, điều này rất quan trọng trong việc phát triển và xây dựng hệ xúc tác cho quá trình chuyển hóa rơm rạ để tạo thành các sản phẩm mong muốn với các mục đích khác nhau 1.1.2 Các phương pháp chuyển hóa rơm rạ Các quá trình chuyển hóa biomass nói chung và rơm rạ nói riêng được quan tâm hiện nay bao gồm chủ yếu là: ... trình nghiên cứu tái sử dụng xúc tác thải FCC cho nhiều trình khác nhau, tái sinh biến tính để tạo xúc tác hiệu cho trình nhiệt phân rơm rạ chưa có công trình nghiên cứu công bố Đối với vấn đề nghiên. .. nhiên liệu sinh học từ rơm rạ Để nâng cấp sản phẩm bio-oil từ trình nhiệt phân, việc nghiên cứu tổng hợp số chất xúc tác để định hướng cho trình hydro đề oxy hóa (HDO) hướng Hệ xúc tác hiệu cho. .. việc sử dụng rơm rạ nguồn sinh khối vừa làm nguyên liệu cho trình chuyển hóa thành sản phẩm có giá trị (nhiên liệu sinh học) vừa góp phần giải vấn đề ô nhiễm môi trường quan tâm Cho đến nay,