Tiểu luận môn động học xúc tác đề tài bentonite

Phân loại *Natribentonit: khả năng hút ẩm cao, trương nở mạnh và duy trì trong thời gian dài *Canxibentonit: không có tính trương nở mạnh, hấp thụ các ion trong dung dịch *Ka

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN KỸ THUẬT HOÁ HỌC

-Đề tài

Bentonite

SVTH: Trịnh Công Quỳnh Đinh Thị Tuyết Phạm Thanh Dương Nguyễn Đình Tú

GVHD: PGS.TS Phạm Thanh Huyền

Bentonite

Thànhphần

Ứng dụng Làm giàu

Tính chất

Khái quát hình thành và phát triển

1 Khái quát hình thành và phát triển

II.Giới thiệu khoáng sét bentonite

*Khoáng sét tự nhiên, hình thành từ quá trình tro hóa núi lửa *Tương đối mềm, màu từ trắng tới vàng

II.Giới thiệu khoáng sét bentonite

1 Khái quát hình thành và phát triển

*Các mỏ có triển vọng và quy mô lớn:

 Mỏ Tam Bố-Di Linh-Lâm Đồng

 Mỏ Tuy Phong-Bình Thuận

 Mỏ Cổ Định-Thanh Hóa

Hình1:Mỏ bentonite Cổ Định-Thanh Hóa

2 Thành phần

*Sét bentonite thành phần chính là montmorillonit(MMT)

*Công thức ứng với nửa đơn vị cấu trúc: Al2O3.4SiO2.nH2O

*Công thức phân tử chung:

 Khoáng sét: hectorit, saponit, beidelit, nontronit…

 Khoáng phi sét: canxit, pirit, manhetit, một số muối kim loại kiềm khác và hợp chất hữu cơ…

•

II.Giới thiệu khoáng sét bentonite

3 Cấu trúc không gian

Cấu trúc không gian mạng lưới của montmorillonit

II.Giới thiệu khoáng sét bentonite

3 Cấu trúc không gian

Quá trình xâm nhập của cation vào trao đổi cation trong khoảng giữa

hai lớp MMT

•

II.Giới thiệu khoáng sét bentonite

4 Phân loại

*Natribentonit: khả năng hút ẩm cao, trương nở mạnh và duy trì

trong thời gian dài

*Canxibentonit: không có tính trương nở mạnh, hấp thụ các ion

trong dung dịch

*Kalibentonit: không có tính trương nở, ứng dụng trong sản xuất

vật liệu xây dựng và ngăn chặn chất thải phóng xạ

II.Giới thiệu khoáng sét bentonite

III.Tính chất của bentonite

Tính chất của sét Bentonit

Tính nhớt

Trao đổi ion

Tính trơ Kết dính

Tính trương nở

1 Khả năng trao đổi cation

*Nguyên nhân:

 Có các trung tâm O,OH mang điện tích âm trên bề mặt các lớp sét

 Sự thay thế đồng hình của các cation:

+ ở mạng tứ diện thay thế bởi ,

+ ở mạng bát diện thay thế bởi ,

*Phụ thuộc:

 Lượng điện tích âm bề mặt và số lượng ion trao đổi

 Điện tích và bán kính cation trao đổi

 Nước bị hấp phụ phụ thuộc khả năng hydrat hóa của cation trao đổi: +Khoảng cách giữa các lớp tăng min 14

+Bentonit-Na : 9.217 và trong môi trường kiềm càng tăng

+Bentonit-Ca: 12.1

•

III.Tính chất của bentonite

3.Tính hấp phụ

*Kích thước hạt <2 và cấu trúc mạng tinh thể dạng lớp nên bentonite

có bề mặt riêng lớn: diện tích bề mặt ngoài và diện tích bề mặt trong

*Chất bị hấp phụ bề mặt trong: ion vô cơ, chất hữu cơ dạng ion,

chất hữu cơ phân cực

*Chất bị hấp phụ bề mặt ngoài: chất hữu cơ không phân cực,

4 Tính nhớt và dẻo

*Nguyên nhân:

*Ứng dụng:

III.Tính chất của bentonite

6 Tính trơ

*Bentonit: trơ, bền hóa học và không độc nên ăn được

*Làm chất độn trong thực phẩm, thức ăn gia súc, mỹ phẩm

*Làm chất lọc sạch và tẩy màu cho bia, rượu vang & mật ong…

IV.Làm giàu bentonite

Phương pháp làm giàu

Phương pháp lọc ướt

Phương pháp cyclon thủy lực

Sét thô

Sét thô

Bã thải

Bã thải

Bã thải

Bã thải

Dung dich Huyền Sấy khô

phù mịn

Huyền phù mịn

IV Làm giàu bentonite

*Ưu điểm: +năng suất cao

+tiết kiệm nước

*Nhược điểm: +thiết bị phức tạp

+tốn kém

•

IV.Làm giàu bentonite

V.Nghiên cứu đặc trưng

1 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)

4 Phương pháp xác định dung lượng trao đổi cation (CEC)

5 Phương pháp xác định tính lưu biến

tuần hoàn của cấu trúc tinh thể tạo

nên các cực đại, cực tiểu nhiễu xạ

Giản đồ XRD của bentonite trước và sau làm giàu

V.Nghiên cứu đặc trưng

2   6,94

2   19,81

2   35,92

2.2 Phương pháp xác định dung lượng trao đổi cation (CEC)

*Dung lượng trao đổi cation của sét:

*Dung lượng trao đổi cation của bentonite Cổ Định-Thanh Hóa

V.Nghiên cứu đặc trưng

Bãi CEC(meq/100g)

A 46

B 43

C 50

2.3 Phương pháp xác định tính lưu biến

*Đo độ nhớt của dung dịch bentonite tại tốc độ khuấy lần lượt:

*Đo tính lưu biến của dung dịch

Bentonite Cổ Định-Thanh Hóa

* Ảnh bề mặt mẫu có độ phân giải

cao khi quét một chùm điện tử hẹp

trên bề mặt mẫu thông qua việc

ghi nhận, phân tích các bức xạ

phát ra từ sự tương tác của chùm

điện tử với bề mặt mẫu

*Ứng dụng: xác dịnh được cấu

trúc hình thái của bentonite

V.Nghiên cứu đặc trưng

Thiết bị kính hiển vi điện tử

quét Jeol 5410 LV

2.4 Phương pháp kính hiển vi điện

tử quét (SEM)

Ảnh SEM của chế phẩm Bentonit Lâm Đồng

VI.Ứng dụng

Ứng dụng

của bentonite

Chất xúc tác trong tổng hợp hữu cơ

Vật liệu hấp phụ Làm vật liệu điều chế sét hữu cơ và nanocompozit

Hóa phẩm dung dịch khoan

Trong y tế

Trong nông nghiệp Trong một số lĩnh vực khác

VI.Ứng dụng

1 Làm chất xúc tác

vật liệu Fe/MgO/bentonite dạng hạt

VI.Ứng dụng

2 Làm vật liệu hấp phụ

*Trong lọc dầu, bentonite tự nhiên chiếm 25%, bentonite hoạt hóa chiếm 10% khối lượng dầu Có nhiều ưu việt: Lượng bentonite chỉ mất 0.5% so với lượng dầu tinh chế được, lượng dầu hao phí thấp

*Trong xử lý môi trường, bentonite dùng hấp phụ các chất hữu cơ và dầu mỏ

VI.Ứng dụng

2 Làm vật liệu hấp phụ

VI.Ứng dụng

3 Làm vật liệu điều chế sét hữu cơ và nanocompozit

*Trong công nghệ nano dùng các hạt nanobentonite trộn với các

polyme khác nhau tạo ra các vật liệu mới: composit-nano-bentonite

tạo ra vật liệu rất bền và kín ,ngăn cản hiệu quả nhiều loại phân tử

đi qua

VI.Ứng dụng

3 Làm vật liệu điều chế sét hữu cơ và nanocompozit

Gioăng cao su trương nở -bentonite

VI.Ứng dụng

4 Hóa phẩm dung dịch khoan

*Nhờ tính hấp phụ đặc biệt

tốt, bentonite được dùng làm

dung dịch khoan với chất

lượng cao, chi phí thấp

*Ở Mỹ, có tới 40% trên

tổng lượng bentonite của

nước này được dùng làm

dung dịch khoan

VI.Ứng dụng

6 Trong lĩnh vực nông nghiệp

*Trong trồng trọt: Nhờ hút ẩm cao, trương nở mạnh

 Cải tạo đất, tăng khả năng giữ ẩm, tăng tính trương, tính dẻo, độ bền cơ học, độ bền trong nước cho đất

 Giữ chất dinh dưỡng, hạn chế và chống rửa trôi chất dinh dưỡng, loại bỏ chất độc

VI.Ứng dụng

6 Trong lĩnh vực nông nghiệp

*Trong chăn nuôi: Dùng trong chế biến thức ăn gia súc

 Là chất hấp phụ các độc tố có trong thức ăn

 Là chất kết dính, tăng độ bền viên thức ăn

 Là chất độn nhằm giảm giá thành, nâng cao chất lượng

VI.Ứng dụng

7 Trong các lĩnh vực khác

*Công nghiệp sản xuất giấy: Thêm bentonite làm tăng lượng cao lanh, giảm lượng xenlulozo, tăng chất lượng và giảm giá thành

*Công nghiệp mỹ phẩm: Là chất hấp phụ protein thừa, bụi bẩn, vi khuẩn trên

da góp phần ngăn mụn; tăng độ ẩm giúp bảo vệ da, giảm nết nhăn

*Công nghiệp bia-rượu: Trong quá trình lên men, bentonite hấp phụ các chất hữu cơ, chất béo, sản phẩm phụ, ion sắt, đồng và tác nhân gây bệnh mà không làm mất hương vị

*Làm sạch nguồn nước: làm kết tủa các vẩn đục, hấp phụ các ion gây bệnh, chất hữu cơ trong nước với giá rẻ

*Công nghiệp xây dựng

*Trong luyện kim

VI.Ứng dụng

7 Trong các lĩnh vực khác

VI.Ứng dụng

*Trong công nghiệp xây dựng

VI.Ứng dụng

*Trong luyện kim

1 Đã tìm hiểu được thành phần, cấu trúc, tính chất của bentonite

2 Đã tìm hiểu được phương pháp làm giàu bentonite

3 Đã tìm hiểu được các nghiên cứu đặc trưng của bentontite

4 Thấy được ứng dụng quan trọng của bentonite trong sản xuất và đơig sống, đặc biệt là trong lĩnh vực dầu khí, xây dựng, làm vật liệu hấp phụ và xúc tác

VII Kết luận

1.Tài liệu tiếng việt

(1) Vương Thanh Huyền, Phan Thị Tố Nga, Lê Tuấn Cường, Nguyễn Thị

Thanh Huyền, Phạm Thanh Huyền, “Nghiên cứu điều chế dung dịch khoan

gốc nước từ bentonit Cổ Định Thanh Hóa, Tạp chí vật liệu xây dựng, 2014

(2) Vũ Văn Nhữ, Tạ Đình Vinh và các tác giả khác: Nghiên cứu khả năng chịu nhiệt, chịu mặn của sét bột Cổ Định – Thanh Hoá Báo cáo đề tài cấp ngành Tổng cục dầu khí, đã bảo vệ tháng 3 năm 1981

VIII.Tài liệu tham khảo

2.Tài liệu tiếng anh

(1) H.Babaki, A.Salem*, A.Jafarizad “Kinetic model for the isothermal activation of bentonite by sulfuric acid” Materials chemistry and

physics 108(2008)263-268

(2) H.C.H Darley George R.Glay (1988) “Composition and properties

of drilling and completion fluid”, Gulf Professional Publishing.

VIII.Tài liệu tham khảo

EM XIN CHÂN THÀNH

CẢM ƠN!