Vật liệu xúc tác Zeolite Y

Giới thiệu chungZeolite là hợp chất vô cơ dạng aluminosilicat tinh thể có cấu trúc không gian 3 chiều, tạo nên hệ thống vi mao quản với các cửa sổ đều đặn ở kích thước ph ân tử, có khả

Tiểu luận Động học xúc tác

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN KĨ THUẬT HÓA HỌC

Đề tài: Tìm hiểu về Zeolite Y

GVHD: PGS TS Phạm Thanh Huyền

SVTH: Nguyễn Văn Đạt

Đặng Văn Tiến

Trịnh Ngọc Linh

Giới thiệu chung

I Giới thiệu chung

Zeolite là hợp chất vô cơ dạng aluminosilicat tinh thể có cấu trúc không gian 3

chiều, tạo nên hệ thống vi mao quản với các cửa sổ đều đặn ở kích thước ph

ân tử, có khả năng hấp phụ chọn lọc Nên còn được gọi là “Rây phân tử” [1]

Zeolite là gì ???

[1] PGS TS Tạ Ngọc Đôn Rây phân tử và vật liệu hấp phụ NXB Bách Khoa Hà Nội(2015)

Bề mặt riêng lớn

Cấu trúc tinh thể xốp, kích thước mao quản đồng đều

Khả năng biến tính tốt

Có thể điều chỉnh được độ axit

Đặc tính nổi trội của Zeolite:

Zeolite được sử dụng rộng rãi trong CN Lọc Hóa-Dầu

• Hiện nay có khoảng hơn 150 loại zeolit

e tổng hợp và 48 loại có trong tự nhiên.

• Trong số đó có zeolite Y là thành phần

quan trọng nhất của xúc tác cracking

• Theo dự báo trong thế kỷ 21, zeolite Y

vẫn là cấu tử hoạt động quan trọng nhất

của xúc tác FCC mà chưa loại zeolite n

ào có thể thay thế được.[6]

Ảnh: Phân Xưởng FCC nhà máy lọc hóa dầu Dung Quất

[6] C Marcilly Proceedings of ICZ Montperllier France (7/2006)

Zeolite Y

• Là zeolite tổng hợp thuộc họ Faujasite

• Được Barrer tổng hợp đầu tiên và đến năm 1964 được Breck tổng hợp thương mại [3]

• Zeolite Y là vật liệu vi mao quản, đường kính mao quản cỡ 7.4 Å, diện tích bề mặt riên

g lớn.

• Tỉ lệ Si/Al là 1.5- 3.

[3] D W Breck Crystalline zeolite Y U.S Patent 3130007 -1964

So sánh giữa zeolite X và Y

Zeolite X Zeolite Y

Tính bền nhiệt, bền thủy nhiệt Thấp hơn Cao hơn

Tính chất bề mặt Ưa nước Ít ưa nước hơn

Chất xúc tác Hấp phụ Ứng dụng khác

Ứng Dụng Zeolite Y

VD: Thành phần xúc tác FCC

[2] GS TS Nguyễn Hữu Phú Cracking xúc tác NXB Khoa học và kỹ thuật(2005)

II Cấu trúc

Hình: Cấu trúc tinh thể zeolite Y [2]

Tính trao

đổi ion

Tính hấ

p

phụ

Tính chọn

lọc hì

nh

dáng

Tính xúc

tác

III Tính chất

Tính chất trao đổi ion

• Nguyên tắc dựa trên quá trình tra

o đổi cation trong dung dịch với c

ation bù trừ điện tích âm trong kh

ung mạng Zeolite.

• Quy luật trao đổi “tương đương 1

-1” theo hóa trị.

• Ví dụ: Trao đổi 1 Na+ với 1 H+ 3

Na+ với 1 La3+

Click to edit Master text styles

Second level

Third level

Fourth level

Fifth level

Tính chất hấp phụ

• Zeolite Y hệ thống lỗ xốp có kích thước phân tử và rất đồ

ng đều, nên hấp phụ chọn lọc với dung lượng hấp phụ lớ

n, độ chọn lọc cao.

• Xảy ra bên trong các mao quản.

• VD: hấp phụ các dung môi, dioxin, Hg trong khí thải công

nghiệp…

Tính chất chọn lọc hình dáng

Tính chất xúc tác

Tính chất xúc tác

Tâm axit Lewis

Đi từ nguồn Si và Al riêng biệt

Gel Aluminosilicat natri

NaY và nước cái

Zeolit NaY

Trộn

Kết tinh

Lọc và rửa với nước

[2]GS TS Nguyễn Hữu Phú Cracking xúc tác NXB Khoa học và kỹ thuật(2005)

V Phương pháp nghiên cứu đặc trưng

1 Phương pháp kính hiển vi điện tử quét ( SEM)

a SEM image of nano NaY b SEM image of micro NaY

[5] Ta Ngoc Don, Ta Ngoc Hung, Pham Thanh Huyen, Trinh Xuan Bai, Huynh Thi Thanh Huong, Nguyen Thi Linh, Le Van Duong, Minh- Hao Pham

V Phương pháp nghiên cứu đặc trưng

2 Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua( TEM)

c TEM image of nano NaY

[5] Ta Ngoc Don, Ta Ngoc Hung, Pham Thanh Huyen, Trinh Xuan Bai, Huynh Thi Thanh Huong, Nguyen Thi Linh, Le Van Duong, Minh- Hao Pham

V Phương pháp nghiên cứu đặc trưng

3 Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ- nhả hấp phụ nito ( BET)

Đường cong hấp phụ và nhả hấp phụ N2 ở 77 K của nano NaY(a) và

V Phương pháp nghiên cứu đặc trưng

4 Phương pháp TPD- NH3

[5] Ta Ngoc Don, Ta Ngoc Hung, Pham Thanh Huyen, Trinh Xuan Bai, Huynh Thi Thanh Huong, Nguyen Thi Linh, Le Van Duong, Minh- Hao Pham

Kết luận

 Qua bài tiểu luận chúng em đã trình bày được:

olite Y

Danh mục tài liệu tham khảo

1 PGS TS Tạ Ngọc Đôn Rây phân tử và vật liệu hấp phụ NXB Bách Khoa Hà Nội(2015)

2 GS TS Nguyễn Hữu Phú Cracking xúc tác NXB Khoa học và kỹ thuật(2005)

3 D W Breck Crystalline zeolite Y U.S Patent 3130007 -1964

4 D W Breck Zeolite Molecular Sieves, A Wiley- Intersience publication(1974)

5 Ta Ngoc Don, Ta Ngoc Hung, Pham Thanh Huyen, Trinh Xuan Bai, Huynh Thi Thanh Huong, Nguyen Thi Linh, Le Van Duong, Minh- Hao Pham Synthesis, ch

aracterization and catalytic activity of nano- zeolite Y for the alkylation of benzene with isopropanol Indian journal of chemical Teachnology Vol 23(2016), pp 3

92-399

6 C Marcilly Proceedings of ICZ Montperllier France (7/2006)

7 H Van Bekkum, E M Flanigen, P A Jacobs, J C Jansen Introduction to zeolite science and practice Elsevier science b.V (2001)

Cảm ơn cô và các bạn đã lắng nghe !!!