Tiểu luận môn động học xúc tác tìm hiểu và nghiên cứu al2o3

Gi ới thi ệu Ứ ch Cấ u trú Tí c nh NỘI ch DU n un NG ất Đi g g CHÍ ề d NH u iên ch ụ n Ngh cứu đặc trư ế GIỚI THIỆU η-Al O γ-Al O χ-Al O κ-Al O α-Al O θ-Al O δ-Al O dạng γ-Al2O3 α-Al2O3 phổ biến có nhiều ứng dụng NHÔM OXIT ĐƯỢC SỬ DỤNG RỘNG RÃI - Giá thành rẻ - Điều chế dễ dàng - Có diện tích bề mặt tương đối lớn - Tương đối trơ, khó tạo hợp chất với chất mang Cấu trúc • Oxit Al2O3 có nhiều dạng thù hình Điều dễ hiểu tỷ lệ rAl3+/rO2 = 0,42 tức nằm hai số phối trí Trong dạng thù hình có dạng quan trọng α, β, γ Khoảng cách hai lớp xếp khít oxi 2,16Å Tế bào nguyên tố corun thuộc hệ mặt thoi, chiều dài cạnh 5,12Å, góc nhọn cạnh 17’ Tế bào nguyên tố có ion nhôm ion oxi Cấu trúc dạng α-Al2O3 α-Al O - Mạng tinh thể phương xếp chặt (hcp) tạo anion O - Mỗi cation Al 3+ liên kết với anion O 2- 2- tạo mạng mặt Cấu trúc dạng γ-Al2O3 Trạng thái khuyết - Mạng tinh thể γ-Al2O3 chưa xác định cách xác - Nhiều nghiên cứu mạng tinh thể γ-Al2O3 tương tự dạng tinh thể Spinel (MgAl2O4) Đặc điểm dạng thù hình Al2O3 Chỉ số khúc xạ Dạng thù hình Hệ tinh thể Dạng Biến hóa D (g/cm ) nung ng α−Al2O3 (corun) γ-Al2O3 Lục phương Lập phương Bản mặt, thoi Bát diện 3,99 3,6 1,786 np 1,76 2050°C nóng chảy 1200°C thành α Tính chất dạng nhôm oxit α-Al2O3 - α-Al2O3 có diện tích bề mặt nhỏ, khoảng 5-10 m /g - Đường kính mao quản lớn, khoảng 1-2 µm γ-Al2O3 Cấu trúc xốp γ-Al2O3 thay đổi theo nhiệt độ nung Khi nung qua nhiệt độ mà oxit nhôm thu có diện tích bề mặt lớn nhất, oxit nhôm bắt đầu bị thiêu kết, sập cấu trúc, dẫn đến giảm diện tích bề mặt thể tích lỗ xốp Phương pháp thủy luyện theo chu trình Bayer Quặng bauxite nghiền hòa tan dung dịch NaOH, sau bơm vào thùng Giai đoạn nấu đun áp suất cao Dung dịch NaOH phản ứng với khoáng nhôm bauxite tạo thành dung dịch natri aluminat bão chảy hòa, phần cặn không tan gọi bùn đỏ tồn dạng huyền phù lọc gạn Giai đoạn lọc Sau nấu chảy, hỗn hợp đưa vào chuỗi thùng giảm áp để gạn Giai đoạn kết tủa trình lọc gạn đạt áp suất cân áp suất khí Sau lọc bùn đỏ dung dịch làm lạnh bơm vào thiết bị kết tủa Một lượng mầm tinh thể Gibbsite cho vào để đẩy nhanh trình kết tinh Các tinh thể mầm có lực với tinh thể khác hình thành khối tụ Sản phẩm lọc rửa để loại bỏ hết kiềm Sơ đồ quy trình Bayer Nghiên cứu đặc trưng Diện tích bề Hấp phụ vật lý N2 tính mặt Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) Hấp phụ hóa học NH3, Pyridine Sự phân bố mao toán theo phương trình quản vật liệu BET Cấu trúc tinh thể Phổ hồng ngoại (IR) SEM, TEM Kết cấu bề mặt, hình dạng, kích thước tinh thể… Xác định tâm axit bề mặt Đồ thị phổ nhiễu xạ tia X Quan sát tinh thể oxit nhôm SEM TEM ỨNG DỤNG CHUNG Làm chất mang Al2O3 Hấp phụ số chất Làm xúc tác ỨNG DỤNG Diện tích bề mặt lớn, ổn định γ-Al2O3 khoảng nhiệt độ tương đối rộng, điều chế đơn giản,… Được ứng dụng rộng rãi công nghiệp ỨNG DỤNG Các phản ứng Hydro hóa: Hệ xúc tác Co-Mo/γ-Al2O3: phản ứng Desulfua hóa: R-S + H2 → H2S + RH Hệ xúc tác Ni/γ-Al2O3 phản ứng Metan hóa: CO + 3H2 → CH4 + H2O Xúc tác Ni Co, Fe, Ru mang γAl2O3 ỨNG DỤNG Các phản ứng Dehydro hóa: Xúc tác Pt/γ-Al2O3 phản ứng Dehydro hóa Naphten tạo thơm Làm chất xúc tác cho mộtthành số phảnHydrocacbon ứng yêu cầu xúc tác có tính axit • Ví dụ: - Hệ xúc tác Pt/γ-Al2O3 trình reforming xúc tác yêu cầu chức axit để thúc đẩy phản ứng isome hóa vòng hóa - Xúc tác cho phản ứng Alkyl hóa ỨNG DỤNG Hơi nước Hỗn hợp hydrocacbon nhẹ, khí có nhiệt độ sôi thấp Al2O3 hấp phụ Hỗn hợp khí có nhiệt độ sôi thấp Hỗn hợp số hydrocacbon, hợp chất màu Hơi nước Nhôm oxit hấp phụ nước trình bảo quản mức độ ẩm không khí thiết bị, máy móc đặc biệt kho chứa, làm khô vật liệu nhiệt độ thấp, bảo vệ tranzito phần tử bán dẫn Hỗn hợp hydrocacbon nhẹ, khí có nhiệt độ sôi thấp Để làm giàu tinh chế phân đoạn dầu phân tách hợp chất vòng từ vòng no Hỗn hợp số hydrocacbon, hợp chất màu Các hydrocacbon chưa bão hoà có nhiệt độ sôi cao, hợp chất màu từ sáp, dầu, chất béo Hỗn hợp khí có nhiệt độ sôi thấp Khí hiếm, không khí, nitơ oxit, metan, axetilen trình phân tách THANKS FOR WATCHING! [...]... Dehydro hóa: Xúc tác Pt/γ -Al2O3 phản ứng Dehydro hóa Naphten tạo thơm Làm chất xúc tác cho mộtthành số phảnHydrocacbon ứng yêu cầu xúc tác có tính axit • Ví dụ: - Hệ xúc tác Pt/γ -Al2O3 của quá trình reforming xúc tác yêu cầu chức axit để thúc đẩy phản ứng isome hóa và vòng hóa - Xúc tác cho phản ứng Alkyl hóa ỨNG DỤNG Hơi nước Hỗn hợp của các hydrocacbon nhẹ, hoặc các khí có nhiệt độ sôi thấp Al2O3 có... chất mang Al2O3 Hấp phụ 1 số chất Làm xúc tác ỨNG DỤNG Diện tích bề mặt lớn, ổn định trong γ -Al2O3 khoảng nhiệt độ tương đối rộng, điều chế đơn giản,… Được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp ỨNG DỤNG Các phản ứng Hydro hóa: Hệ xúc tác Co-Mo/γ -Al2O3: phản ứng Desulfua hóa: R-S + H2 → H2S + RH Hệ xúc tác Ni/γ -Al2O3 phản ứng Metan hóa: CO + 3H2 → CH4 + H2O Xúc tác Ni hoặc Co, Fe, Ru mang trên Al2O3 ỨNG... dung dịch được làm lạnh và bơm vào thiết bị kết tủa Một lượng mầm tinh thể Gibbsite được cho vào để đẩy nhanh quá trình kết tinh Các tinh thể mầm có ái lực với những tinh thể khác và hình thành các khối tụ Sản phẩm được lọc và rửa sạch để loại bỏ hết kiềm Sơ đồ quy trình Bayer Nghiên cứu đặc trưng Diện tích bề Hấp phụ vật lý N2 và tính mặt Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) Hấp phụ hóa học NH3, Pyridine Sự phân... Sự chuyển hóa Boehmite thành γ -Al2O3 • Sự chuyển hóa Boehmite thành γ -Al2O3 xảy ra khi có sự chuyển hóa từ 300°C trở lên • Nhiệt độ chuyển hóa Boehmite thành γ -Al2O3 phụ thuộc vào kích thước tinh thể Boehmite, liên kết hydro trong tinh thể Boehmite, chiều dài nối giữa các nguyên tử • Khi nung Boehmite để tạo thành γ -Al2O3 thì Boehmite phải có kích thước tinh thể nhỏ và nung trong điều kiện bão hòa... trình Bayer Quặng bauxite được nghiền và hòa tan bằng dung dịch NaOH, sau đó được bơm vào thùng rồi Giai đoạn nấu đun ở áp suất cao Dung dịch NaOH phản ứng với khoáng nhôm bauxite tạo thành dung dịch natri aluminat bão chảy hòa, phần cặn không tan được gọi là bùn đỏ tồn tại ở dạng huyền phù và được lọc gạn ở trong Giai đoạn lọc Sau khi nấu chảy, hỗn hợp được đưa vào một chuỗi các thùng giảm áp để gạn... axit Lewis • Ở 400°C bề mặt bị Dehydroxyl hóa một phần => Al2O3 thể hiện các tâm axit Lewis (Al3+), bazơ Lewis (O2-) và tâm axit Bronsted • Ở 900°C bề mặt bị Dehydroxyl hóa hoàn toàn => chỉ thể hiện các tâm axit và bazơ Lewis * Nhôm oxit được điều chế bằng cách nung các tiền chất như Boehmite, Gibbsite, Bayerite, Diaspore,… * Tùy theo tiền chất và nhiệt độ nung ta sẽ thu được các dạng oxit nhôm khác... hơi nước trong quá trình bảo quản mức độ ẩm của không khí trong các thiết bị, máy móc đặc biệt và kho chứa, làm khô các vật liệu ở nhiệt độ thấp, bảo vệ các tranzito và các phần tử bán dẫn Hỗn hợp của các hydrocacbon nhẹ, hoặc các khí có nhiệt độ sôi thấp Để làm giàu và tinh chế các phân đoạn dầu như phân tách các hợp chất vòng từ các vòng no Hỗn hợp của một số hydrocacbon, các hợp chất màu Các hydrocacbon...Sự thay đổi diện tích bề mặt, thể tích mao quản, đường kính mao quản của γ -Al2O3 theo nhiệt độ: Temperature (°C) Alumina Phase 450 650 γ-Alumina 850 2 SA (m /g) 3 Vpore (cm /g) dpore (nm) 335 0.53 6.4 226 0.55 9.8 167 0.58 14 950 δ-Alumina 120 0.50 16.6 1050 θ-Alumina 50 0.50... chất màu Các hydrocacbon chưa bão hoà có nhiệt độ sôi cao, các hợp chất màu từ sáp, dầu, chất béo Hỗn hợp khí có nhiệt độ sôi thấp Khí hiếm, không khí, nitơ oxit, metan, axetilen trong quá trình phân tách THANKS FOR WATCHING!