Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 25 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
25
Dung lượng
0,98 MB
Nội dung
M U Tớnh cp thit ca lun ỏn ng trc thỏch thc v ụ nhim mụi trng khớ thi ca phng tin giao thụng ngy cng nghiờm trng, nhng qui nh v gim phỏt thi khớ ụ nhim ngnh giao thụng ti ngy cng tr nờn kht khe Tiờu chun khớ thi ng c Euro V v Euro VI ó c ỏp dng ti cỏc nc phỏt trin trờn th gii Cỏc nc ang phỏt trin cng ó xõy dng l trỡnh ỏp dng cỏc tiờu chun ny nhng nm ti Khụng nm ngoi xu hng th gii, nhng nm gn õy, Vit Nam ó tớch cc tham gia cựng cng ng th gii chng phỏt thi gõy ụ nhim mụi trng t phng tin giao thụng Theo l trỡnh kim soỏt phỏt thi giao thụng ó c phờ duyt, n nm 2017, Vit Nam bt u ỏp dng tiờu chun Euro cho khớ thi ng c Khi ú, mi phng tin giao thụng c nhp khu v nc u phi cú b x lý khớ thi Vỡ vy, nhu cu thc hin cỏc hng nghiờn cu liờn quan n ch to, lp t v th nghim h thng x lý khớ thi ng c diesel ang rt cp thit H thng x lý khớ thi ng c diesel gm b phn chớnh l b xỳc tỏc oxi húa DOC (Diesel Oxidation Catalyst), b xỳc tỏc kh chn lc SCR (Selective Catalytic Reduction) v b lc DPF (Diesel Particulate Filter) Trong ú, b xỳc tỏc DOC cú nhim v oxi hoỏ hon ton CO v hydrocacbon thnh CO2 v nc, b xỳc tỏc SCR cú nhim v kh NOx thnh N2, b DPF cú nhim v lc cỏc ht mui PM (Particulate Matter) Trong s cỏc thnh phn khớ thi nờu trờn, cỏc thnh phn gõy nguy hi trc tip n sc khe ngi l hydrocacbon v CO Vỡ vy, xỳc tỏc cú hot tớnh cao, cú kh nng oxi húa hon ton CO v hydrocarbon thnh CO2 v nc úng vai trũ quan trng h thng x lý khớ thi ng c diesel Bờn cnh ú, cỏc k thut ph xỳc tỏc lờn khung gm (monolith) m bo t bỏm dớnh tt, phự hp vi iu kin lm vic khc nghit, cú tui th cao cng úng vai trũ rt quan trng Cỏc h xỳc tỏc a kim loi c ng dng cho mc ớch ny l xỳc tỏc kim loi quý v cỏc oxit kim loi mang trờn cht mang, b sung cỏc cht xỳc tin h thng x lý khớ thi hot ng hiu qu, vic phõn tỏn pha hot ng ng u trờn cht mang v cht nn, kớch thc ht c nano úng vai trũ quyt nh Mc ớch ca lun ỏn Nghiờn cu tng hp xỳc tỏc a kim loi cu trỳc nano cú hot tớnh cao phn ng oxi húa CO v hydocacbon, cú kh nng ng dng quỏ trỡnh x lý khớ thi trờn ng c diezel Nghiờn cu cỏc yu t nh hng n quỏ trỡnh oxi húa hon ton CO v hydocacbon trờn xỳc tỏc nano hiu rừ v vai trũ ca cu trỳc nano i vi vic tng hiu qu lm vic ca xỳc tỏc Ni dung nghiờn cu ca lun ỏn - Phng phỏp lm bn cht mang nhụm oxit hot tớnh bi cỏc oxit ca La2O3 v SiO2 - Tng hp, c trng cỏc cht xỳc tỏc trờn c s cỏc kim loi quý v cỏc oxit kim loi, phõn tỏn kớch c nano trờn cht mang ó c bn nhit, ng dng cho phn ng oxi húa hon ton hydrocarbon v CO - Kho sỏt cỏc iu kin phn ng oxi húa hon ton n-hexan v toluen trờn xỳc tỏc ó iu ch c v tỡm hiu vai trũ ca cỏc thnh phn xỳc tỏc i vi quỏ trỡnh oxy húa hon ton - Nghiờn cu ph xỳc tỏc trờn nn gm monolith v ch to h thng x lý khớ thi ng c diesel - ỏnh giỏ hiu qu x lý khớ thi ca h thng x lý khớ thi ng c diesel, trờn i tng ng c xe buýt D11446TI Nhng úng gúp mi ca lun ỏn - Nghiờn cu mt cỏch h thng cỏc phng phỏp nõng cao bn nhit cho cht mang -Al2O3, bng oxit kim loi La2O3 v SiO2 - Ch to thnh cụng h xỳc tỏc nano trờn c s pha hot tớnh kim loi quý v oxit kim loi trờn cht mang CuO-Pt/CeO2/La2O3-SiO2/Al2O3, cú hot tớnh cao (hiu sut phn ng trờn 92%) nhit thp 200oC, i vi phn ng oxi húa hon ton hydrocacbon - ó ch to thnh cụng b xỳc tỏc oxi húa DOC bao gm pha hot tớnh l kim loi quý Pt v oxit kim loi CuO, phõn tỏn trờn cht mang c lm bn nhit v tng cng hot tớnh oxi húa CeO2La2O3SiO2Al2O3, ph trờn gm monolith, ng dng cho b x lý khớ thi ng c diesel Cu trỳc ca lun ỏn Lun ỏn gm 120 trang gm cỏc phn sau: Tng quan lý thuyt 36 trang; thc nghim v phng phỏp nghiờn cu 15 trang; kt qu v tho lun 53 trang; kt lun trang; im mi ca lun ỏn cỏc 01 trang; danh mc cỏc cụng trỡnh ó cụng b 01 trang; ti liu tham kho gm 10 trang (gm 101 ti liu); cú 36 bng, 46 hỡnh v v th Chng TNG QUAN Lí THUYT Tng quan thnh phn khớ thi ng c diesel, cỏc gii phỏp ct gim phỏt khớ thi c hi ca ng c mụi trng Tng quan mt cỏch h thng xỳc tỏc trờn c s kim loi quý v hn hp oxit kim loi mang trờn cht mang bn nhit, cho quỏ trỡnh oxi húa hon ton hydrocacbon v CO, nh hng ng dng b xỳc tỏc DOC x lý khớ thi trờn ng c diesel Chng 2.THC NGHIM V PHNG PHP NGHIấN CU 2.1 Húa cht s dng nghiờn cu Húa cht s dng c cung cp bi cỏc hóng Sigma Aldrich (M), Merck (c), Trung Quc v Vit Nam Cỏc dng c v thit b s dng hu ht cú ngun gc t cỏc nc tiờn tin nh M, Chõu u 2.2 Tng hp xỳc tỏc 2.2.1 Ch to cht mang bn nhit La2O3SiO2/Al2O3(TS) Tin hnh tm riờng tng cht lm bn lờn boehmite, ú La c tm trc Hm lng La2O3 c kho sỏt ln lt l 1%, 1,5% Hm lng SiO2 kho sỏt ln lt l: 3%, 5% Sau ú sy 110oC v nung nhit kho sỏt (550C-950C) gi, tc gia nhit l 1C/phỳt 2.2.2 Tng hp xỳc tỏc nano kim loi quý Pt, Pd v CeO2 trờn cht mang La2O3SiO2/Al2O3(TS) - Tin hnh tm pha tng cng hot tớnh oxi húa CeO2 lờn b mt cht mang La2O3SiO2/Al2O3(TS) Vi hm lng CeO2 c kho sỏt ln lt l 1%, 5%, 10% kl - Tin hnh tm pha hot tớnh kim loi quý (n kim loi Pt, Pd, hn hp kim loi Pd-Pt) lờn trờn b mt cht mang CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) Vi hm lng kim loi quý tớnh theo lý thuyt 1%kl 2.2.3.Tng hp xỳc tỏc nano Pt/CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) bin tớnh bng CuO, MnO2, Fe2O3 - Tm cỏc mui tin cht lờn cht mang CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) vi cỏc hm lng oxit kim loi qui i nh mong mun - khụ nhit thng qua ờm, sy 100oC gi, ri nung 550C gi, vi tc gia nhit 1oC/phỳt - Tm dung dch H2PtCl6 lờn cỏc cht rn núi n trờn (vi hm lng tớnh toỏn 1% kl xỳc tỏc) - khụ t nhiờn, sy 100oC gi ri nung 350C gi, vi tc gia nhit 1oC/phỳt Sau ú, kh dũng H2 200C 2.3 Nghiờn cu ch to b xỳc tỏc oxi húa DOC - To lp cht mang Al2O3 c bn nhit bi La2O3, SiO2 v CeO2 trờn b mt khung gm monolith - Phõn tỏn pha hot tớnh oxit kim loi CuO trờn b mt cht mang trờn nn khung gm monolith - Phõn tỏn pha hot hot tớnh kim loi quý Pt lờn b mt cht mang trờn nn khung gm monolith 2.4 ỏnh giỏ quỏ trỡnh oxi húa hon ton n-hexan v toluen trờn xỳc tỏc oxi húa Hot tớnh ca xỳc tỏc i vi phn ng oxi húa hon ton hydrocacbon c ỏnh giỏ thụng qua phn ng oxi húa n-hexan hoc toluen trờn h phn ng vi dũng, ỏp sut thng, lp xỳc tỏc c nh S h thit b phn ng thc nghim trỡnh by trờn hỡnh 2.1 Hỡnh 2.1:S h thng phn ng Cho m(g) xỳc tỏc oxi húa vo ng phn ng Thi khụng khớ sc qua bỡnh cha n-hexan hoc toluen bóo hũa vi lu lng dũng nht nh, s cun theo hi n-hexan hoc toluen bóo hũa c trn vi dũng khụng khớ to c dũng hi vi nng nghiờn cu vo ng phn ng (thụng qua van ng) ng phn ng c t lũ ng Nhit ca lũ cú th bin i hoc trỡ theo mc ớch nghiờn cu nh h thng iu kin nhit Hn hp khớ trc v sau phn ng c by hoc dn n sc ký khớ phõn tớch trc tip (online) 2.5 ỏnh giỏ xỳc tỏc x lý khớ thi ng c xe buýt Sau tng hp v la chn c xỳc tỏc oxi húa hon ton i vi phn ng n-hexan v toluen, xỳc tỏc oxi húa hon ton c a lờn khung gm monolith ch to b x lý xỳc tỏc oxi húa DOC Kt hp b DOC vi b kh chn lc SCR v b lc DPF th nghim x lý khớ thi ng c diesel theo th t DOC-DPF-SCR B x lý khớ thi c lp t trờn h thng nghiờn cu khớ thi ng c diesel c trỡnh by di mụ hỡnh v hỡnh nh (hỡnh 2.3, 2.4) PUMA PC FEM Cân nhiên liệu AVL733S điêu hoà nhiệt độ nhiên liệu AVL753 bảng điêu khiển k57 Cable Boom Làm mát dầu bôi trơn AVL554 Điêu hoà nhiệt độ nuớc làm mát AVL553 Bộ keo ga THA100 Phanh điện APA100 Động D243 Hỡnh 2.3: S mụ phng th nghim khớ thi trờn ng c Hỡnh 2.4: nh h thit b th nghim b x lý khớ thi trờn ng c Chng 3: KT QU V THO LUN 3.1 Tng hp v c trng xỳc tỏc cho phn ng oxi húa 3.1.1 Nghiờn cu nõng cao bn nhit ca cht mang Khi cht mang xỳc tỏc khụng cũn gi c cu trỳc tinh th dng Al2O3 hoc cu trỳc xp thỡ hot tớnh xỳc tỏc gim mnh Do vy, nõng cao bn nhit cho cht mang v xỳc tỏc l rt cn thit Cú nhiu phng phỏp nõng cao bn nhit cho cht mang v xỳc tỏc oxi húa Tuy nhiờn, vi mc ớch ng dng x lý khớ thi ng c diesel thỡ s dng hp cht oxit ca La2O3 v/hoc SiO2 l ph hp nht Khi nung nhit cao, cỏc tinh th -Al2O3 cú th b thiờu kt, b phỏ hy hoc chuyn pha t dng -Al2O3 sang cỏc dng tinh th khỏc, in hỡnh nh -Al2O3, -Al2O3 Khi hin tng ny xy ra, b mt riờng ca cht mang s gim mnh Do vy, ỏnh giỏ bn nhit ca cht mang, cú th ỏnh giỏ giỏn tip thụng qua b mt riờng B mt riờng ca cỏc mu cht mang -Al2O3 ó bn nhit vi La2O3 v/hoc SiO2 v -Al2O3 c th hin hỡnh 3.1 Hỡnh 3.1: th biu din din tớch b mt riờng ca cht mang -Al2O3 c bn nhit bi La2O3 v SiO2 v -Al2O3 T kt qu nghiờn cu thy rng cỏc mu cht mang -Al2O3 v Al2O3 bn nhit bi La2O3, SiO2 nung cỏc nhit cng cao thỡ din tớch b mt cng gim Mu cht mang 1,5%La2O35%SiO2/Al2O3 cú kh nng trỡ din tớch b mt riờng cao cỏc mu nghiờn cu nhit 550950oC Kt qu nghiờn cu i vi hm lng oxit La2O3 v SiO2 b sung vo cht mang Al2O3 cho thy Vic phõn tỏn oxit La2O3 vo cht mang Al2O3 cú tỏc dng n nh cu trỳc tinh th Al2O3,, oxit La2O3 phõn tỏn ng u trờn cht mang -Al2O3, ngn chn kh nng sp khung -Al2O3 nhit nung tng, tng cng s xp sp li cu trỳc -Al2O3 thnh mng li t din i xng n nh cho -Al2O3 Vic phõn tỏn oxit SiO2 vo cht mang Al2O3 gúp phn nõng cao cu trỳc tinh th dng -Al2O3 cỏc nhit nung, s phõn tỏn ca tin cht Si trờn boehmit s to s thay th cỏc nhúm Al-OH linh ng trờn b mt bng cỏc nhúm Si-OH kộm linh ng hn Cỏc nhúm Si-OH ny ngng t vi cỏc nhúm hydroxyl khỏc hỡnh thnh nờn mi liờn kt vng chc gia lp Si v b mt nhụm oxit, lm gim kh nng sp khung ca -Al2O3 nhit cao Khi phõn tỏn oxit La2O3 v SiO2 vo cht mang Al2O3, mu cht mang 1,5%La2O35%SiO2/Al2O3 cú din tớch ln nht s cỏc mu kho sỏt, cú th gii thớch hiu ng hip ng ca La2O3 v SiO2 i vi Al2O3 to Do ú, s tng tỏc gia La2O3 v SiO2 vi Al2O3 ó giỳp nõng cao kh nng bn nhit Al2O3 Kt qu c trng tớnh cht cu trỳc bng phng phỏp nhiu x tia X mu cht mang 1,5%La2O35%SiO2/Al2O3 cỏc nhit nung 5500C, 6500C, 7000C, 9000C c th hin trờn hỡnh 3.2 T gin XRD cho thy nung mu cht mang 1,5%La2O3 5%SiO2/Al2O3 n nhit 5500C, cu trỳc boehmit ó chuyn thnh cu trỳc -Al2O3 th hin bi nhng pic c trng ti gúc = Hỡnh 3.2: Gin nhiu x tia X ca mu 380, 460, 670 Tip tc tng nhit cht mang 1,5%La2O35%SiO2/Al2O3 0 G: pha tinh th -Al2O3;T: pha tớnh th -Al2O3 nung lờn n 650 C, 700 C cu trỳc tinh th -Al2O3 gi c tng i n nh Khi tng nhit nung mu lờn 8000C, 9500C, bt u thy xut hin cỏc pic c trng cho s chuyn pha ca -Al2O3 sang dng -Al2O3 ti gúc =33,20,44,60, 66,70 Tuy vy, cỏc pic c trng cho -Al2O3 cú cng tng i ln iu ny cng cho thy cht mang Al2O3 T=950 C T=700 C T=650 C T=550 C phõn tỏn 1,5%La2O3 v 5%SiO2 cho kh nng n nh v bn nhit ca -Al2O3 tng i tt nh SEM v TEM cỏc cht mang 1,5%La2O35%SiO2/Al2O3 chng minh oxit kim loi La2O3 v SiO2 phõn tỏn ng u trờn cht mang Al2O3 c th hin trờn hỡnh 3.4 v 3.5 a) Hỡnh 3.4: nh SEM ca mu cht mang 1,5%La2O35%SiO2/Al2O3 b) Hỡnh 3.5: nh TEM ca mu cht mang a) -Al2O3 ; b) 1,5%La2O35%SiO2/Al2O3 T hỡnh nh SEM ca mu cht mang 1,5%La2O35%SiO2/Al2O3 cho thy, trờn b mt cht mang Al2O3 cú hỡnh dng cỏnh hoa tng i ng u, khụng thy xut hin cỏc tinh th oxit kim loi ca La2O3 v SiO2 nh TEM ca mu cht mang 1,5%La2O35%SiO2/ Al2O3 so sỏnh vi mu cht mang Al2O3 nung nhit nung 5500C, cho thy khụng cú s kt t ca cỏc oxit La2O3 v SiO2 trờn cỏc tiu phõn Al2O3 T cỏc kt qu ỏnh giỏ trờn cú th rỳt kt lun: Phng phỏp tm hn hp ca La2O3 v SiO2 lờn trờn nano Al2O3 tng i tt, hn hp ca La2O3 v SiO2 phõn tỏn ng u trờn Al2O3 Hiu ng hip ng ca La2O3 v SiO2 cú tỏc dng nõng cao kh nng bn nhit ca cu trỳc tinh th dng -Al2O3 v to cht mang cú din tớch b mt riờng ln 3.1.2 Nghiờn cu nh hng ca cht lu tr oxi Kt qu nh hng ca hm lng CeO2 cỏc mu xỳc tỏc n chuyn húa ca n-hexan v toluen nh th hỡnh 3.6 Hỡnh 3.6: th nh hng hm lng CeO2 mu xỳc tỏc Kt qu trờn th 3.6 cho thy, chuyn húa ca n-hexan v toluen u tng b sung thờm CeO2 vo xỳc tỏc kim loi Pt, Pd trờn cht mang La2O3SiO2/Al2O3(TS) Vi cỏc mu xỳc tỏc Pt v Pd trờn cht mang La2O3SiO2/Al2O3(TS), b sung thờm CeO2 t n 5% kl, chuyn n-hexan v toluen tng nhanh Tip tc tng hm lng CeO2 lờn trờn 5% kl (mu 10%kl) chuyn húa n-hexan v toluen hu nh khụng tng na Do ú, b sung 5%kl CeO2 cho h xỳc tỏc kim loi quý Pt, Pd trờn cht mang La2O3SiO2/Al2O3(TS) cn thit cho phn ng oxi húa hon ton hydrocacbon Kh nng lu tr oxi b sung CeO2 cỏc xỳc tỏc, c trng bng phng phỏp TPD-O2 c trỡnh by bng 3.4 Bng 3.4: Nhit v lng oxi gii hp ca xỳc tỏc 1%Pt/La2O3SiO2/Al2O3(TS) v 1%Pt/CeO2La2O3SiO2/Al2O3(TS) Xỳc tỏc cha b sung CeO2 Xỳc tỏc ó b sung CeO2 S Nhit Th tớch O2 gii S Nhit Th tớch O2 gii pic (oC) hp (ml/g) pic (oC) hp (ml/g) 252,6 2,482 351,6 0,986 593,4 0,356 592,8 0,268 448,8 3,432 486,4 2,553 Khi b sung 5%kl CeO2 vo mu xỳc tỏc oxi húa 1%Pt/La2O3SiO2/Al2O3(TS) nhit gii hp oxi ó tng lờn ỏng k so vi mu khụng b sung CeO2 (3510C so vi 2520C), lng oxi gii hp cng gim ỏng k ng vi tng khong nhit Nh vy, kt qu phõn tớch kh nng hp ph - gii hp ph oxi bng phng phỏp TPDO2 ó chng minh cho kh nng tng cng lu tr oxi ca CeO2 xỳc tỏc oxi húa 1%Pt/CeO2- La2O3SiO2/Al2O3(TS) 3.1.3 Nghiờn cu la chn pha hot tớnh kim loi quý Pt, Pd xỳc tỏc oxi húa 3.1.3.1.Xỏc nh hm lng Pt xỳc tỏc Pt/5%CeO2La2O3SiO2/Al2O3(TS) Kt qu ỏnh giỏ hot tớnh ca cỏc xỳc tỏc cỏc phn ng oxi húa hon ton n-hexan v toluen c trỡnh by bng 3.6 Bng 3.6: chuyn húa n-hexan v toluen trờn cỏc mu xỳc tỏc Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) chuyn húa (%) Tờn mu Mu xỳc tỏc n-hexan Toluen MV-02.01 0,3%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) 79,0 69,0 MV-02.02 0,5%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) 84,0 77,8 MV-02.03 1%Pt/5% CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) 97,0 90,0 MV-02.04 1,5%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) 98,6 92,0 T bng 3.6 cho thy, vic s dng khong 1% kl kim loi Pt cho h xỳc tỏc Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) cho kh nng oxi húa hydrocacbon t c hiu sut trờn 92% nhit 350oC, nng cht phn ng n-hexan v toluen l 1000ppm Nu d ng hm lng kim loi Pt xỳc tỏc oxi húa nhiu hn, hot tớnh ca xỳc tỏc oxi húa khụng ci thin nhiu v chi phớ li tn kộm hn 3.1.3.2.Xỏc nh hm lng Pd xỳc tỏc Pd/5%CeO2-La2O3SiO2 /Al2O3(TS) Kt qu ỏnh giỏ chuyn húa n-hexan v toluen trờn cỏc xỳc tỏc Pd/5%Ce-La2O3SiO2/Al2O3(TS) a bng 3.8 Bng 3.8: chuyn húa n-hexan v toluen trờn cỏc mu xỳc tỏc chuyn húa (%) Tờn mu Mu xỳc tỏc n-hexan Toluen MV-03.01 0,3%Pd/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) 62,0 75,9 MV-03.02 0,5%Pd/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) 79,0 88,0 MV-03.03 1%Pd/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) 87,0 97,0 MV-03.04 1,5%Pd/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) 90,0 99,0 T bng 3.8 nhn thy,cng nh xỳc tỏc kim loi Pt xỳc tỏc Pt/CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS), hm lng kim loi quý Pd xỳc tỏc Pd/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) khong 1% lng cho hot tớnh cao i vi phn ng oxi húa hon ton hydrocacbon 3.1.3.3 Xỏc nh hm lng lng kim loi Pt-Pd xỳc tỏc Pt + Pd/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) Kt qu chuyn húa n-hexan v toluen trờn xỳc tỏc oxi húa lng kim Pt+Pd/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) c trỡnh by bng 3.10 Bng 3.10: chuyn húa n-hexan v toluen trờn xỳc tỏc Pt+Pd/5%Ce-La2O3SiO2/Al2O3(TS) Tờn mu Mu xỳc tỏc MV-04.01 0,1%Pt+0,2%Pd/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) MV-04.02 0,33%Pt+0,67%Pd/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) MV-04.03 0,5%Pt+0,5%Pd/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) chuyn húa (%) n-hexan Toluen 70,0 73,8 79,0 93,0 87,9 90,0 T bng 3.6 v 3.10 cho thy, i vi phn ng oxi húa hon ton n-hexan v toluen hm lng lng Pt pha hot tớnh trờn xỳc tỏc tng thỡ chuyn húa ca n-hexan v toluen cng tng Khi thay th pha hot tớnh Pt bng Pd xỳc tỏc oxi húa thỡ chuyn húa n-hexan b gim v chuyn húa ca toluen gn nh tng lờn khụng ỏng k T bng 3.8 v 3.10 cho thy, hm lng Pd pha hot tớnh trờn xỳc tỏc oxi húa tng thỡ chuyn húa n-hexan v toluen u tng Khi thay th pha hot tớnh Pd bng Pt xỳc tỏc oxi húa thỡ chuyn húa n-hexan tng, chuyn húa ca toluen gn nh gim khụng ỏng k T cỏc kt qu trờn cho thy kim loi Pt cho hot tớnh cao phn ng oxi húa hon ton n-hexan, cũn kim loi Pd cú hot tớnh cao phn ng oxi húa hon ton toluen Cỏc mu xỳc tỏc lng kim loi Pt+Pd cú hot tớnh khụng cao hn so vi cỏc mu xỳc tỏc n kim loi c hai phn ng oxi húa n-hexan v toluen Pd cú hot tớnh cao hn Pt phn ng oxi húa toluen, nhng phn ng oxi húa hon ton cỏc loi hydrocacbon khỏc, hot tớnh ca Pd li thp hn hot tớnh ca Pt Trờn thc t, kim loi Pd thng ớt c dựng b xỳc tỏc x lý khớ thi ng c diesel iu ny l khớ thi ng c diesel cú nhit cao v mụi trng mang tớnh oxi húa cao nờn kim loi hot tớnh Pd thng b oxi húa mt phn thnh PdO, l dng kộm hot tớnh hn Pd Hn na, khớ phỏt thi ca ng c diesel cú cha hp cht cha lu hunh nờn xỳc tỏc cha Pd hot ng kộm hiu qu hn xỳc tỏc cha Pt, Pt cú kh nng khỏng SOx cao hn Pd Qua nhng kt qu v cỏc phõn tớch ó trỡnh by trờn, kim loi Pt c la chn l pha hot tớnh cho cỏc nghiờn cu tip theo 3.1.4.Tng hp v c trng xỳc tỏc 1%Pt/5%CeO2La2O3SiO2/Al2O3 3.1.4.1 Nghiờn cu phng phỏp tm pha hot tớnh trờn cht mang Kt qu hm lng Pt trờn cht mang 5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) c trỡnh by nh bng 3.11 Bng 3.11: Hm STT Tờn mu Phng phỏp Hm lng lng Pt xỳc tm Pt (%kl) tỏc Pt/5%CeO21 MV-05.01 Tm khụ 0,98 La2O3SiO2/Al2O3(TS) MV-06.01 Tm t ln 0,30 theo phng phỏp MV-06.02 Tm t ln 0,58 tm khụ v tm t MV-06.03 Tm t ln 0,80 MV-0 04Tm t ln 0,93 Cỏc kt qu trờn cho thy, vi phng phỏp tm khụ thỡ xỳc tỏc Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) sau mt ln tm hm lng pha hot tớnh kim loi Pt t 0,98%kl, xp x hm lng Pt tớnh theo lý thuyt (1%kl) i vi phng phỏp tm t, mang c lng kim loi Pt trờn xỳc tỏc Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) qua tm ln hm lng Pt mi t 0,93%kl Vy, phng phỏp tm khụ ln c thc hin tm pha hot tớnh kim loi quý lờn cht mang, phng phỏp ny khụng tn kộm húa 10 cht, phng phỏp tm rt n gin, hiu qu cho pha hot tớnh kim loi quý phõn tỏn tt trờn cht mang 3.1.4.2 Nghiờn cu quỏ trỡnh x lý nhit i vi xỳc tỏc nano 1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) a, Xỏc nh din tớch b mt riờng BET Kt qu din tớch b mt riờng ca mu xỳc tỏc 1%Pt/5%CeO2La2O3SiO2/Al2O3(TS) c th hin bng 3.13 Bng 3.13: Din tớch b mt riờng ca mu xỳc sau x lý nhit Tờn mu Nhit sy ( 0C) Nhit nung Kh bng H2 SBET (m2/g) MV-07.01 60 550oC 200oC 204 o o MV-07.02 60 350 C 200 C 257 MV-07.03 Nhit thng 550oC 200oC 211 o o MV-07.04 Nhit thng 350 C 200 C 265 MV-07.05 Nhit thng 200oC 282 Qua bng 3.13 cho thy, cỏc mu xỳc tỏc c nung nhit cao cú din tớch b mt nh hn so vi cỏc mu xỳc tỏc c x lý nhit nhit thp Cỏc kt qu trờn mt phn phn ỏnh nh hng ca quỏ trỡnh x lý nhit n s phõn tỏn ca pha hot tớnh kim loi quý trờn cht mang cỏc mu x lý nhit cao, cỏc tinh th kim loi Pt v cỏc tinh th khỏc co cm li hỡnh thnh cỏc cm ht cú kớch thc ln hn, lm gim din tớch b mt riờng ca mu xỳc tỏc b Xỏc nh vi cu trỳc vt liu xỳc tỏc 1%Pt/CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) bng nh TEM nh TEM ca hai mu xỳc tỏc MV-07.01, MV-07.02 c trỡnh by hỡnh 3.7 v hai mu xỳc tỏc MV-07.03, MV-07.04 c trỡnh by hỡnh 3.8 a) b) Hỡnh 3.7: Kt qu TEM mu xỳc tỏc sy nhit 600C (a): MV-07.01 nhit nung 550oC (b) : MV-07.02 nhit nung 350oC a) b) Hỡnh 3.8: Kt qu TEM mu xỳc tỏc sy nhit thng (a): MV-07.03 nhit nung 550oC (b) : MV-07.04 nhit nung 350oC T kt qu chp nh TEM ca cỏc mu MV-07.01, MV-07.02 cho thy cỏc ht tinh th hỡnh thnh cú kớch thc ln v cú xu hng 11 trung co cm thnh tng vựng, phõn b khụng ng u trờn b mt h cht mang Trong ú, nh TEM ca cỏc mu khụ t nhiờn nh MV-07.03, MV-07.04 cho kt qu cỏc ht tinh th cú kớch thc nh v phõn b tng i ng u hn so vi cỏc mu sy nhit cao Vi hai mu c ng khụ t nhiờn, mu nung nhit 550oC cho thy xut hin ch yu l cỏc cm ht kớch thc ln, kớch thc cỏc cm ht khong 3040nm Ngc li, mu nung nhit 350oC cỏc cm ht kớch thc ln xut hin vi mt thp hn nhiu so vi mu nung nhit 550oC, ch yu l cỏc cm ht kớch thc nh t 1015nm v phõn b trờn ton b b mt cht mang Cỏc mu sy nhit cao cú kt qu kộm hn so vi mu khụ t nhiờn l do, sy mu dung mụi bay hi khin H2PtCl6 b kộo lờn trung ch yu lờn b mt cht mang v b mt dung dch Tuy nhiờn, vi mu xỳc tỏc MV-07.05 khụ t nhiờn, sau ú kh trc tip mu dũng H2 Kt qu chp HR-TEM ca mu xỳc tỏc MV07.05 c trỡnh by hỡnh 3.9 a) nh HR-TEM ca mu MVb) 07.05 (hỡnh 3.9a) cho thy mu xỳc tỏc tng hp c ch yu xut hin cỏc cm ht tinh th cú kớch thc rt nh v phõn tỏn gn nh ng u trờn b mt cht mang Khi chp chi tit mt Hỡnh 3.9: Kt qu chp HR ht tinh th (hỡnh 3.9b) cho thy TEM mu M-07.05 kớch thc ht tinh th tng hp c l khong c, Xỏc nh kớch thc ca Pt trờn b mt xỳc tỏc Kớch thc cỏc ht kim loi ca mu M-07.04 v M-07.05 c xỏc nh bng phng phỏp hp ph xung CO trỡnh by bng 3.14 Bng 3.14: Kớch thc ht kim loi Pt xỳc tỏc %Pt/5%CeO2La2O3SiO2/Al2O3(TS) Kớch thc ht Tờn mu trung bỡnh (nm) MV-07.04 ( khụ nhit thng, nung mu 8,6 350oC trc kh dũng H2 200oC) MV-07.05 ( khụ nhit thng, kh 6,2 dũng H2 200oC) Qua nh TEM trờn (hỡnh 3.7, 3.8 v 3.9) cỏc mu xỳc tỏc cú pha hot tớnh Pt phõn tỏn trờn b mt cht mang l tng i ng u, kớch thc ht kim loi ca mu MV-07.04 vo khong 10-15nm Kt 12 qu bng 3.14 cng cho thy mu MV-07.04 cú kớch thc ht pha hot tớnh khong nm, ln hn so vi kớch thc ht ca pha hot tớnh ca mu M-07.05 khong nm iu ny cng ch rng vic kh trc tip mu khụng thụng qua quỏ trỡnh nung mu giỳp tng kh nng phõn tỏn cng nh giỳp kớch thc tinh th nh hn so vi mu nung trc kh 3.1.5 Nghiờn cu bin tớnh xỳc tỏc Pt/CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) vi oxit CuO, Fe2O3 v MnO2 3.1.5.1 Nghiờn cu la chn oxit kt hp vi xỳc tỏc Pt/CeO2La2O3SiO2/Al2O3(TS) Kt qu nghiờn cu cu trỳc tinh th bng phng phỏp XRD ca cỏc mu xỳc tỏc cha 1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) kt hp vi cỏc oxit CuO, MnO2, Fe2O3, c trỡnh by hỡnh 3.11 C Qua gin XRD trờn hỡnh 3.11 nhn thy, trờn gin nhiu x ca c mu xỳc tỏc u xut hin cỏc pic c trng ca pha -Al2O3 ti cỏc gúc = 33,3; 37; 39,2; 45,4; 46,2; 59,6; 66,8 v cỏc pic c trng ca CeO2 ti cỏc gúc = 28,7; 33,2; 37,6; 56,3; 59,1 Ngoi ra, khụng thy xut hin cỏc Hỡnh 3.11:Gin XRD cỏc mu pic c trng ca cỏc oxit kim loi bin tớnh bng CuO(1),MnO2 (2), c dựng bin tớnh hay cỏc Fe2O3 (3) spinel ca cỏc kim loi ny vi Al C: CeO2 A: -Al2O3 iu ny chng t cỏc oxit c b sung ó phõn tỏn tt trờn cht mang di dng cỏc tiu phõn cú kớch thc nh di gii hn phỏt hin ca thit b o Kt qu ỏnh giỏ chuyn húa ca n-hexan v toluen trờn cỏc xỳc tỏc 1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) kt hp vi cỏc oxit CuO, MnO2, Fe2O3 c trỡnh by trờn bng 3.17 Bng 3.17: chuyn húa ca n-hexan v toluen trờn xỳc tỏc bin tớnh vi cỏc oxit CuO, Fe2O3 v MnO2 200 Lin(Cps) A C C 150 (1) A A A A C C C A 100 (2) A 50 (3) 20 30 40 50 60 70 2-Theta-Scale Tờn mu Mu xỳc tỏc chuyn húa (%) n-hexan toluen 1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) 97,0 90,0 MV-08.01 5%CuO -1%Pt /5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) 98,8 95,0 MV-07.05 13 MV-08.02 5%MnO2-1%Pt /5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) 98,2 93,6 MV-08.03 5%Fe2O3-1%Pt /5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) 97,7 91,5 Cỏc kt qu trờn cho thy thờm oxit kim loi chuyn tip CuO, MnO2, Fe2O3, chuyn húa ca c n-hexan v toluen u tng lờn iu ny chng t cỏc oxit ny u cú tỏc dng ci thin hot tớnh oxi húa ca xỳc tỏc cha kim loi quý Pt trờn cht mang CeO2La2O3SiO2/Al2O3(TS) Trong ú hiu qu hot tớnh xỳc tỏc sp xp theo dóy sau CuO>MnO2>Fe2O3 Vic la chn cht bin tớnh hiu qu cho h xỳc tỏc ng dng vic x lý khớ thi ca ng c diesel, khụng ch ph thuc vo vic xỳc tỏc cú hot tớnh cao nhit n nh ca dũng khớ thi (khong 300600C), m xỳc tỏc phi cú hot tớnh cao vựng nhit thp, n nh hot tớnh v giỏ thnh thp Trong giai on u ca chu k t, lng khớ thi thoỏt chim khong 60% Do ú vic xỳc tỏc cú hot tớnh cao vựng nhit thp l rt quan trng Vic b sung CuO vo hn hp xỳc tỏc cú cha CeO2 v Al2O3 to h oxit bn dng Ce-Cu-O, cú hot tớnh cao nh vi xỳc tỏc kim loi quý, lm tng hot tớnh quỏ trỡnh oxi húa hydrocacbon v CO nhit thp Mt khỏc, CuO-CeO2 cú mt h xỳc tỏc cũn lm gim kh nng ng c ca pha hot tớnh mụi trng phn ng cú mt cỏc thnh phn cha lu hunh nh H2S v SO2 T nhng phõn tớch trờn, CuO c la chn lm tng hot tớnh cho xỳc tỏc kim loi quý 1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS cho phn ng cho phn ng oxi húa hon ton hydrocacbon v CO, cng nh tng kh nng x lý khớ thi ng c diesel 3.1.5.2 Nghiờn cu xỳc tỏc CuO-1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) a, Xỏc nh hm lng CuO xỳc tỏc CuO-1%Pt/5%CeO2La2O3SiO2/Al2O3(TS) Kt qu kho sỏt hm lng CuO xỳc tỏc CuO-1%Pt/ 5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS), i vi phn ng oxi húa hon ton nhexan v toluen c th hin bng 3.18 Bng 3.18: nh hng ca hm lng CuO xỳc tỏc Tờn mu Mu xỳc tỏc 1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) MV-07.05 1%CuO-1%Pt/5%CeO MV-08.04 2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) MV-08.01 5%CuO-1%Pt/5% CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) MV-08.05 10%CuO-1%Pt/5% CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) 14 chuyn húa (%) n-hexan Toluen 97,0 90,0 97,4 91,0 98,8 95,0 99,1 97,0 Nhỡn chung vi c hai phn ng oxi húa hon ton n-hexan v toluen, hm lng CuO xỳc tỏc oxi húa tng thỡ chuyn húa cng tng Trong ú, hm lng oxit CuO tng t 1% n 5% kl thỡ phn ng oxi húa hon ton n-hexan tng mnh, cũn hm lng oxit CuO tng trờn 5%kl thỡ phn ng oxi húa hon ton hydrocacbon tng lờn khụng ỏng k Do ú, xỳc tỏc oxi húa kim loi quý 1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) kt hp vi 5% lng oxit CuO l thớch hp nghiờn cu cho phn ng oxi húa hon ton hydrocacbon v CO b,Xỏc nh vi cu trỳc xỳc tỏc 5%CuO-1%Pt/5%CeO2La2O3SiO2/Al2O3(TS) bng nh TEM ỏnh giỏ kớch thc v kh nng phõn tỏn CuO v cỏc oxit kim loi trờn cht mang c xỏc nh qua nh HR-TEM hỡnh 3.13 Hỡnh 3.13: nh HRTEM ca mu xỳc tỏc Qua nh HR-TEM ca mu 5%CuO-1%Pt/5%CeLa2O3SiO2/Al2O3(TS) cho thy, mu xỳc tỏc tng hp ch yu xut hin cỏc cm ht tinh th cú kớch thc nh v phõn tỏn ng u trờn b mt cht mang, kớch thc khong 1015nm c Nghiờn cu bn hot tớnh ca xỳc tỏc 5%CuO-1%Pt/5%CeO2La2O3SiO2/Al2O3(TS) Xỏc nh bn hot tớnh ca xỳc tỏc 5%CuO-1%Pt/5%CeO2La2O3SiO2/Al2O3(TS) vi nhit Kt qu ỏnh giỏ hot tớnh ca cỏc mu xỳc tỏc 5%CuO1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) i vi phn ng oxi húa húa hon ton n-hexan v toluen c trỡnh by bng 3.19 Bng 3.19: bn hot tớnh ca xỳc tỏc vi nhit chuyn húa (%) Ký hiu Thnh phn n-hexan Toluen mu MV-08.01 5%CuO-1%Pt /5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) 98,8 95,0 5%CuO -1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) gi húa 600oC gi 5%CuO-1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) MV-08.08 gi húa 600oC 16 gi 5%CuO-1%Pt/5% CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) MV-08.09 gi húa 800oC gi MV-08.07 15 93,0 90,0 75,0 70,0 75,0 73,0 Qua bng 3.19 cho thy, chuyn húa ca n-hexan v toluen trờn cỏc mu xỳc tỏc sau gi húa nhit cao cú hot tớnh kộm hn nhiu so vi mu xỳc tỏc khụng tin hnh gi húa Tuy nhiờn nhit gi húa nh hn (550C) cỏc kt qu nghiờn cu ca xỳc tỏc 5%CuO1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) ó cho thy cú kh nng trỡ bn hot tớnh rt cao, sau 48 gi lm vic vi chuyn húa ca n-hexan v toluen t trờn 95% Xỏc nh bn hot tớnh ca xỳc tỏc 5%CuO-1%Pt/5%CeO2La2O3SiO2/Al2O3(TS) vi thy nhit Kt qu ỏnh giỏ hot tớnh ca xỳc tỏc sau x lý dũng hi nc cú nhit 350C c a bng 3.20 Bng 3.20: bn hot tớnh ca xỳc tỏc vi thy nhit chuyn húa (%) Ký hiu Mu xỳc tỏc n-hexan toluen mu MV-08.01 5%CuO-1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) 98,8 95,0 5%CuO-1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) x lý bng hi nc gi 5%CuO-1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) MV-08.11 x lý bng hi nc gi 5%CuO-1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) MV-08.12 x lý bng hi nc 14 gi MV-08.10 99,0 95,7 90,0 81,0 80,2 71,6 T bng 3.20 cú th nhn thy, mu xỳc tỏc tin x lý bng hi nc thi gian gi cho chuyn húa t cao hn so vi mu xỳc tỏc khụng x lý bng hi nc Trong ú, tng thi gian x lý xỳc tỏc bng hi nc lờn gi v 14 gi, chuyn húa ca c nhexan v toluen u gim xung rừ rt cú th gii thớch nh sau vic x lý bng hi nc n thun l quỏ trỡnh lm tng nhúm OH trờn b mt xỳc tỏc tng cng hot tớnh, nhúm OH trờn b mt cú tỏc ng tớch cc n quỏ trỡnh oxi húa hydrocacbon, c bit l cỏc anken Song kộo di thi gian x lý bng hi nc s lm mt nhúm OH trờn b mt xỳc tỏc tng mnh, cỏc nhúm ny kt hp vi hi nc cng b hp ph trờn b mt cú th gõy nờn vic che ph cỏc trung tõm hot ng v lm mt nhng tõm xỳc tỏc cú hot tớnh tt vi cỏc cht khỏc lm gim hot tớnh chung ca xỳc tỏc Cỏc kt qu trờn cho thy xỳc tỏc 5%CuO-1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) cú bn nhit v thy nhit tng i cao 16 chuyn húa (% ) 3.2 NGHIấN CU PHN NG OXI HểA HON n-HEXAN, TOLUEN V CO TRấN XC TC NANO CuO-Pt/CeO2La2O3SiO2/Al2O3(TS) 3.2.1 Nghiờn cu hot tớnh ca xỳc tỏc Pt-CuO/CeO2La2O3SiO2/Al2O3 i vi phn ng oxi húa hon ton n-hexan v toluen chuyn húa ca n-hexan v toluen phn ng oxi húa hon ton trờn xỳc tỏc 5%CuO-1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) c th hin nh hỡnh 3.14 100 n-hexan Nhỡn chung, trờn xỳc tỏc toluen 80 nano 5%CuO-1%Pt/5%CeO260 La2O3SiO2/Al2O3(TS) i vi 40 phn ng oxi húa hon ton n20 hexan hoc toluen thỡ 60 90 120 150 180 210 240 chuyn húa tng tng nhit Nhit ( C) phn ng nhit Hỡnh 3.14: th biu din chuyn 120200oC, chuyn húa ca húa ca hydrocacbon trờn xỳc tỏc theo phn ng oxi húa hon ton nhit n-hexan hoc toluen tng nhanh trờn xỳc tỏc nhit trờn 200oC, chuyn húa ca n-hexan hoc toluen trờn xỳc tỏc cú hot tớnh n nh, gn nh chuyn húa hon ton t trờn 92% iu ny chng t rng xỳc tỏc nano 5%CuO-1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) cú hot tớnh cao i vi phn ng oxi húa hon ton hydrocacbon c nhit thp v nhit cao Xỳc tỏc ny cú th ỏp dng lm xỳc tỏc oxi húa b xỳc tỏc DOC ca ng c diesel x lý khớ thi nhit cao trờn 250oC 3.2.2 Nghiờn cu nh hng ca hm lng hydrocacbon n hot tớnh xỳc tỏc nano 5%CuO-1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2Al2O3 Kt qu kho sỏt hot tớnh xỳc tỏc nano 1%Pt-5%CuO/5%CeO2La2O3SiO2Al2O3 i vi phn ng oxi húa hon ton n-hexan v toluen cú hm lng 1000ppm, 2000ppm v 3000 ppm, lu lng dũng khớ l 100 ml/phỳt c th hin trờn hỡnh 3.15 T th 3.15 thy rng, 100 nng n-hexan v toluen 80 n-hexan- 1000ppm tng thỡ chuyn húa gim 60 toluen-1000ppm 40 n-hexan- 2000ppm dn trờn xỳc tỏc Khi vi hm toluen-2000ppm 20 n-hexan- 3000ppm lng hydrocacbon dũng khớ nh hn 2000ppm, 60 90 120 150 180 210 240 Nhit ( C) thỡ chuyn húa ca chuyn húa (% ) 0 17 hydrocacbon theo nhit Hỡnh 3.14: th nh hng ca hm lng n-hexan v toluen n hot tớnh xỳc tỏc gn nh khụng b thay i, o nhit thp 200 C chuyn húa hydrocacbon t trờn 92% i vi hm lng hydrocacbon ln hn 2000ppm thỡ chuyn húa hydrocacbon gim mnh theo nhit kho sỏt nhit 240oC, chuyn húa ca dũng khớ hydrocacbon cú hm lng 3000ppm t c 85%, cũn chuyn húa ca dũng khớ hydrocacbon cú hm lng thp hn 2000ppm t c trờn 92% Vy i vi khớ phỏt thi ng c diesel ú hm lng hydrocacbon t 20300ppm v CO l 10500ppm, xỳc tỏc nano 5%CuO-1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) cú th ỏp ng c x lý khớ thi ng c diesel vi nng trờn v nhit thp 3.2.3 Nghiờn cu s n nh hot tớnh ca xỳc tỏc nano 5%CuO1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2Al2O3(TS) theo thi gian Kt qu kho sỏt n nh hot tớnh ca xỳc tỏc nano 5%CuO-1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) v xỳc tỏc 1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/ Al2O3(TS) theo thi gian lm vic i vi phn ng oxi húa hon ton nhexan v toluen c th hin nh hỡnh 3.16 chuyn húa (%) 100 Hỡnh 3.16: th n 90 n-hexan nh(CuO-Pt) hot tớnh ca xỳc tỏc toluen (CuO-Pt) 1%Pt-5%CuO/5%CeO 2n-hexan (Pt) La O SiO /Al O v 2 3(TS) toluen (Pt)2 80 70 60 1%Pt/5%CeO2La2O3SiO2/Al2O3(TS) Thi gian (phỳt) T hỡnh 3.16 cho thy, chuyn húa ca n-hexan v toluen trờn xỳc tỏc 1%Pt-5%CuO/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) cú hot tớnh n nh hn xỳc tỏc 1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) khong thi gian kho sỏt 1440 phỳt Mu xỳc tỏc 1%Pt-5%CuO/5%CeO2-La2O3SiO2/ Al2O3(TS) cho chuyn húa n-hexan v toluen gn nh n nh sut quỏ trỡnh chy phn ng trc v sau 1440 phỳt, chuyn húa ca n-hexan t 98% v chuyn húa toluen t 95% Ngoi ra, mu xỳc tỏc nano 1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) c ỏnh giỏ oxi húa vi dũng khớ hn hp 1% CO, 0,5% O2 dũng N2 v 1% CO, 0,5% O2, 10% H2O dũng N2, trờn thit b phn ng xỳc tỏc c nh, cho kt qu oxi húa hon ton nhit t 150oC tr lờn v n nh cao dũng hi nc Vy, xỳc tỏc nano 5%CuO-1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) c tng hp ó ci thin ỏng k hot tớnh ca xỳc tỏc so vi xỳc tỏc 50 240 480 720 960 1200 1440 18 kim loi 1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS).Trong xỳc tỏc CuO-Pt/ CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) ó tng cng tõm hot ng hot tớnh l CuO, ó h tr cho xỳc tỏc Pt/CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) quỏ trỡnh oxi húa hon ton hi hydrocacbon núi riờng v hn hp khớ thi hydrocacbon v CO ng c diesel núi chung Xỳc tỏc nano 5%CuO-1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) cú hot tớnh cao i vi phn ng oxi húa hon ton cỏc hp cht hydrocacbon v CO iu kin c nhit thp (180-250oC) v nhit cao, nng cht hydrocacbon bóo hũa cao ([...]... hydrocacbon và CO trên động cơ lắp bộ xúc tác DOC Kết quả khí phát thải hydrocacbon và CO trong động cơ xe buýt trước và sau khi lắp bộ xử lý khí thải được trình bày trong bảng 3.27 22 Bảng 3.27: Lượng phát thải hydrocacbon và CO của động cơ trước và sau khi lắp bộ xúc tác Khí thải Đơn vị Động cơ Động cơ lắp bộ Mức độ giảm nguyên thủy xử lý khí thải phát thải HC [g/kWh] 0,599 0,044 92,6% CO [g/kWh] 0,196... thấy động cơ xe buýt D1146TI, sau khi lắp bộ xúc tác xử lý khí thải, đã giảm đáng kể thành phần độc hại hydrocacbon và CO Cụ thể khí phát thải hydrocacbon giảm 92.6%, CO giảm 80,4%, so với động cơ xe buýt chưa lắp bộ xúc tác xử lý khí thải Như vậy, bộ xúc tác oxi hóa DOC đã chế tạo, sử dụng xúc tác CuO-Pt /CeO2-La2O3SiO2Al2O3 trong nghiên cứu tương đối tốt và giảm phát thải khí hydrocacbon và CO rõ... kl và Pt là 0,223% kl Bộ xúc tác DOC được tổ hợp với bộ khử chọn lọc SCR và bộ lọc DPF xử lý khí thải, lắp đặt lên hệ thống mô phỏng động cơ xe buýt nhằm thực nghiệm hiệu quả xử lý hydrocacbon và CO trong khí thải động cơ 3.4 KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM BỘ XÚC TÁC DOC XỬ LÝ KHÍ TRÊN ĐỘNG CƠ 3.4.1 Kết quả thử nghiệm khí thải hydrocacbon và CO trên động cơ chƣa lắp bộ xúc tác DOC Kết quả lượng khí phát thải hydrocacbon. .. xử lý khí thải trong động cơ Lượng hydrocacbon và CO đo được tại thời điểm này tương ứng là 0,045 g/kWh và 0,205g/kWh Từ kết quả chạy động cơ diesel cho thấy, xúc tác oxi hóa PtCuO/CeO2-La2O3SiO2Al2O3 có thể được ứng dụng một cách hiệu quả làm pha xúc tác trong bộ xúc tác oxi hóa DOC để làm bộ xúc tác xử lý khí thải đối với động cơ diesel Xúc tác Pt-CuO/CeO2-La2O3SiO2Al2O3 trên bộ xử lý khí thải DOC... hoạt tính của xúc tác so với xúc tác 50 240 480 720 960 1200 1440 18 kim loại 1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) .Trong xúc tác CuO-Pt/ CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) đã tăng cường tâm hoạt động hoạt tính là CuO, đã hỗ trợ cho xúc tác Pt/CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) trong quá trình oxi hóa hoàn toàn hơi hydrocacbon nói riêng và hỗn hợp khí thải hydrocacbon và CO trong động cơ diesel nói chung Xúc tác nano 5%CuO-1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS)... nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao Xúc tác này có thể áp dụng để làm xúc tác oxi hóa trong bộ xúc tác DOC của động cơ diesel để xử lý khí thải ở nhiệt độ cao trên 250oC 3.2.2 Nghiên cứu ảnh hƣởng của hàm lƣợng hydrocacbon đến hoạt tính xúc tác nano 5%CuO-1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2Al2O3 Kết quả khảo sát hoạt tính xúc tác nano 1%Pt-5%CuO/5%CeO2La2O3SiO2Al2O3 đối với phản ứng oxi hóa hoàn toàn n-hexan và toluen có... độ chuyển hóa của dòng khí hydrocacbon có hàm lượng thấp hơn 2000ppm đạt được trên 92% Vậy đối với khí phát thải trong động cơ diesel trong đó hàm lượng hydrocacbon từ 20300ppm và CO là 10500ppm, xúc tác nano 5%CuO-1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) có thể đáp ứng được để xử lý khí thải trong động cơ diesel với nồng độ trên và ở nhiệt độ thấp 3.2.3 Nghiên cứu sự ổn định hoạt tính của xúc tác nano 5%CuO1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2Al2O3(TS)... phản ứng oxi hóa hoàn toàn các hợp chất hydrocacbon và CO trong điều kiện cả nhiệt độ thấp (180-250oC) và nhiệt độ cao, nồng độ chất hydrocacbon bão hòa cao ( ... ton hi hydrocacbon núi riờng v hn hp khớ thi hydrocacbon v CO ng c diesel núi chung Xỳc tỏc nano 5%CuO-1%Pt/5%CeO2-La2O3SiO2/Al2O3(TS) cú hot tớnh cao i vi phn ng oxi húa hon ton cỏc hp cht hydrocacbon. .. qu x lý hydrocacbon v CO khớ thi ng c 3.4 KT QU TH NGHIM B XC TC DOC X Lí KH TRấN NG C 3.4.1 Kt qu th nghim khớ thi hydrocacbon v CO trờn ng c cha lp b xỳc tỏc DOC Kt qu lng khớ phỏt thi hydrocacbon. .. 1,10 1,10 0,66 0,46 0,46 CO [g/kWh] 0,998 4,50 4,00 2,10 1,50 1,50 3.4.2 Kt qu th nghim khớ thi hydrocacbon v CO trờn ng c lp b xỳc tỏc DOC Kt qu khớ phỏt thi hydrocacbon v CO ng c xe buýt trc v