THUYẾT TRÌNH xúc tác OMS

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOATPHCM KHOA KTHH XÚC TÁC OMS GVHD:ThS Trần Mai Phương SVTH:Vũ Thò Diễm Tuyết 60602852 Lê Thò Hồng Phượng 60601877 P304B9, HK082 MỤC LỤC Tổng quan: Tính chất OMS Các đặc trưng hoá lý Phương pháp tổng hợp Ứng dụng Tổng quan: • Giới thiệu OMS -OMS (Octahedral Molecular Sieves) rây phân tử bát diện ,có thể tồn dạng cấu trúc lớp cấu trúc ống Cấùu trúc tạo nên ô sở MnO6 có dạng khối bát diện CẤU TRÚC OMS 0 M + 6,9 A M 4,6A + Cấu trúc OMS-1 Cấu trúc OMS-2 OMS: Octahedral Molecular Sieves Liên kết góp chung góc Khối bát diện MnO6 Liên kết góp chung cạnh Phân loại OMS dựa vào cấu trúc lỗ xốp Manganoxide   OL: cấu trúc dạng lớp OMS :cấu trúc dạng xoang Vật liệu OL-1 Cấu trúc bát Kích thước diện (A0) Lớp MnO6 Diện tích bề mặt riêng OL-2 Lớp MnO6 Pyrolusite Xoang 1x1 MnO6 2.3 OMS-1 Xoang 1x1 MnO6 6.9 20-30m2/g OMS-2 Xoang 2x2MnO6 4.6 70-80m2/g OMS-3 Xoang 3x3MnO6 9.2 Tính chất OMS Khả trao đổi kim loại -Mg2+,K+ lỗ xốp có khả trao đổi kim loại khác có kích thước tương hợp như:Rb+, Cu 2+ Fe3+ , Ni2+ ,Co2+… - không làm thay đổi cấu trúc ban đầu, kích thứớc lỗ xốp Khả hấp phụ -Hấp phụ kim loại nặng Pb2+, Hg2+, Hydrocacbon 1:NaA 2:ZSM-5 3:NaX 4:ALPO4 5:VPI-5 6:Pyrolusite 7:OMS-2 8:OMS-1 9:OMS-3 Ứng dụng phản ứng oxy hóa Oxy dehydro hóa cyclohexane Oxy hóa rượu benzylic Dehydro hóa cyclohexane Cyclohexane xt Xúc tác cũ: Zeolit,kimloại chuyển tiếp Tạo nhiều sản phẩm phụ COx Cyclohexene Xúc tác OMS? Độ chuyển hóa cyclohexane theo nhiệt độ Độ chọn lọc cyclohexene theo nhiệt độ Độ chuyển hóa chọn lọc theo v dòng xúc tác OMS1 Nhận xét • • • Co-OMS1: độ chuyển hóa,độ chọn lọc tương đương OMS1 • Phản ứng dị thể nên độ chuyển hóa chọn lọc phụ thuộc vào khả tiếp xúc thời gian lưu ngun liệu bề mặt xúc tác nên 2ml/giờ đủ để phản ứng khơng q lâu làm cho ngun liệu bề mặt che tâm hoạt động làm hoạt tính giảm Fe-OMS1 ,Co-OMS1: độ chuyển hóa thấp OMS1,nhưng nhiệt độ cao 380C v ượt OMS1 Khi thay kim loại chuyển tiếp vào khung OMS1 làm thay đ ổi rõ r ệt hoạt tính xúc tác dùng OMS1 v ẫn xúc tác t ốt nh ất Do xúc tác thích hợp OMS1 300-325C Oxy hóa rượu benzylic CH2OH xt Xúc tác cổ điển: H2CrO4, Ag2O, K2Cr2O7/H2SO4 Cu – 3000C Xúc tác mới: Fe(NO3)3 / Mont.10%, Zeolite Xúc tác OMS? Các điều kiện khảo sát Lượng xúc tác (g) Tốc độ khuấy (vòng/phút) Tốc độ sục dòng không khí (ml/phút) Nhiệt độ (oC) 1,3 ; ; 1000 200 110 OMS-2 ; 500 ; 1000 ; 1250 200 110 OMS-2 1000 ; 100 ; 200 ; 300 110 200 80 ; 90 ; 100 ; 110 Loại xúc tác OMS-1 OMS-2 H-OMS2 OMS-2 1000 Độ chuyển hóa độ chọn lọc thay đổi theo tốc độ dòng không khí 100 80 dcl % 60 dch 40 20 0 50 100 150 200 250 300 350 ml / ph dch : Độ chuyển hoá chọn dcl : Độ lọc Độ chuyển hóa độ chọn lọc thay đổi theo nhiệt độ phản ứng 100 % 80 dcl dch 60 40 20 70 80 dch : Độ chuyển hoá chọn lọc 90 100 Nhiệt độ 110 dcl : Độ 120 Độ chuyển hóa độ chọn lọc thay đổi theo tốc độ khuấy trộn  100 h 80 dcl dch % 60 40 20 0 250 500 dch : Độ chuyển hoá chọn lọc 750 v / ph 1000 1250 1500 dcl : Độ  Điều kiện thích hợp cho phản ứng oxy hoá chọn lọc rượu benzylic thành Benzaldehyt xúc tác OMS: °Loại xúc tác: OMS-2 H-OMS-2 °Tốc độ khuấy: 1.000 v/p °Nhiệt độ phản ứng: 110 oC °Thời gian phản ứng: °Độ chuyển hóa > 87% °Độ chọn lọc > 95% Kết luận Ưu điểm OMS phản ứng oxh: ° Tổng hợp từ hoá chất rẻ tiền, dễ kiếm ° Quy trình tổng hợp đơn giản ° Sản phẩm có độ tinh khiết cao ° Thích hợp sử dụng cho quy trình oxy hóa liên tục ° Xúc tác tái sinh dễ dàng Ứng dụng thực tế • Hợp chất bán dẫn ứng dụng pin: Cation K+ nằm lỗ xốp trao đ ổi với m ột cation kim lo ại khác có bán kính tính ch ất t ương t ự Do có kh ả n ăng này,OMS-2 có th ể đ ược s d ụng nh nh ững v ật li ệu làm catod cho q trình nạp điện c pin Liti • Hấp phụ: OMS-2 có tính k ỵ nước nên có lực m ạnh với ch ất h ữu c khơng phân c ực,hydrocacbon m ạch th ẳng,có kích th ước g ần b ằng kích th ước l ỗ x ốp ≈ 4.6A o OMS-2 có lực với kim lo ại n ặng nh Pb,Hg giúp xử lí mơi tr ường • Xúc tác xử lí khí thải nước thải: Chỉ số oxy hóa OMS-2 cao 3.68-3.96 nên có kh ả n ăng oxy hóa cao h ơn so với OMS-1(3.55) OL(3.5) Nó dùng đ ể oxy hóa hồn tồn h ợp ch ất d ễ bay h nh etanol, metanol, CO thành CO2 ,đặc biệt oxy hóa hợp chất chứa vòng th ơm thành CO H2O Tài liệu tham khảo Mai Hữu Khiêm, Bài giảng kĩ thuật xúc tác , NXB ĐHQG Tp.HCM, 2003 Trần Khắc Chương & Mai Hữu Khiêm, Giáo trình Hóa lý tập 2- Động hóa học xúc tác , NXB ĐHQG Tp.HCM, 2001 Trần Thụy Tuyết Mai, Nghiên cứu tổng hợp rây phân tử OMS-2 khảo sát sơ b ộ ho ạt tính xúc tác , LVTN,TpHCM, 1/2002 Trần Thụy Tuyết Mai, Nghiên cứu hoạt tính xúc tác OMS phản ứng oxy hóa hydrocacbon th ơm , Luận văn thạc sĩ, ĐHBK TpHCM, 2004 Bùi Dương Quyền, Nghiên cứu hoạt tính xúc tác OMS ph ản ứng oxy hóa ch ọn l ọc r ượu th ơm, Luận văn tốt nghiệp, ĐHBK TpHCM, 2004 Nguyễn Trung Thành , nghiên cứu ảnh h ưởng chất mang đ ến ho ạt đ ộng tính xúc tác oxy hóa c OMS-2 mơ ph ỏng q trình oxy hóa ... 1:NaA 2:ZSM-5 3:NaX 4:ALPO4 5:VPI-5 6:Pyrolusite 7 :OMS- 2 8 :OMS- 1 9 :OMS- 3 Khả xúc tác - kích thước lỗ xốp khác có khả xúc tác cho phản ứng khác VD: OMS có kt lỗxốp từ 4.6-6.9A0 thích hợp cho pư oxyhoá... diện CẤU TRÚC OMS 0 M + 6,9 A M 4,6A + Cấu trúc OMS- 1 Cấu trúc OMS- 2 OMS: Octahedral Molecular Sieves Liên kết góp chung góc Khối bát diện MnO6 Liên kết góp chung cạnh Phân loại OMS dựa vào cấu... lượng iod sinh cho OMS oxy hóa KI - phương trình : MnOx +2(x-1)KI + 2xHCl→MnCl2+KCl +(x-1)I2+ (x-1)H2O PP tổng hợp OMS1 KMnO4 Tạo tủa Solgel OL-1 Thủy nhiệt OMS- 1 PP tổng hợp OMS- 1 OL-1: • • •