Nghiên cứu phản ứng oxy ghóa hydrocacbon dễ bay hơi và co ở nhiệt độ thấp trên xúc tác vàng mang tên y al2o3 và bentonit bình thuận để xử lý khí thải của động cơ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BK TPHCM NGUYỄN THẾ HIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU PHẢN ỨNG OXY HÓA HYDROCACBON DỄ BAY HƠI VÀ CO Ở NHIỆT ĐỘ THẤP TRÊN XÚC TÁC VÀNG MANG TRÊN γ-Al2O3 VÀ BENTONIT BÌNH THUẬN ĐỂ XỬ LÝ KHÍ THẢI CỦA ĐỘNG CƠ CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ HÓA HỌC Mà SỐ NGÀNH : 2.10.00 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2005 i CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI PHÒNG THÍ NGHIỆM HOÁ LÝ KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Khắc Chương Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày …… tháng …… năm 2005 Luận án cao học GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương ii TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp, HCM, ngày …… tháng …… năm 2005 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Thế Hiệp Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh:22-10-1979 Nơi sinh: NAM HÀ Chuyên ngành: Công nghệ hóa học I- TÊN ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU PHẢN ỨNG OXY HÓA HYDROCACBON DỄ BAY HƠI VÀ CO Ở NHIỆT ĐỘ THẤP TRÊN XÚC TÁC VÀNG MANG TRÊN γ-Al2O3 VÀ BENTONIT BÌNH THUẬN ĐỂ XỬ LÝ KHÍ THẢI CỦA ĐỘNG CƠ II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ (Ngày ký định giao đề tài): IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : V - HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS-TS TRẦN KHẮC CHƯƠNG CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua Ngày PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH Luận án cao học tháng năm 2005 KHOA QUẢN LÝ NGÀNH GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương iii LỜI CÁM ƠN Em xin bày tỏ lòng cám ơn sâu sắc thầy PGS.TS Trần Khắc Chương tận tình hướng dẫn, truyền đạt kinh nghiệm tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn Em trân trọng cám ơn thầy TS Lê Văn Tiệp thuộc phân viện vật liệu, Trung Tâm Khoa Học Tự Nhiên Công Nghệ Quốc Gia Tp HCM, anh Qúy, bạn Dương… hết lòng dẫn tạo điều kiện để thực luận văn Em xin cám ơn thầy cô, đặc biệt thầy cô khoa Công Nghệ Hóa Học, trường Đại Học Bách Khoa, dạy bảo truyền đạt kiến thức cho em Em xin cám ơn thầy An, thầy Tuấn, anh, chị, bạn sinh viên làm luận văn tốt nghiệp phòng thí nghiệm Hóa Lý, trường đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh tận tình giúp đỡ suốt qúa trình thực công việc nghiên cứu vừa qua Em xin cám ơn gia đình em, người ủng hộ em nhiều mặt tinh thần vật chất để em có ngày hôm Cuối em xin cám ơn bạn bè em, người động viên ửng hộ tinh thần em nhiều suốt thời gian thực luận văn tốt nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh, 01/07/2005 Nguyễn Thế Hiệp Luận án cao học GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương iv TÓM TẮT Đã điều chế mẫu xúc tác 2%Au/ZrO2, 2%Au/Bentonit, 2%Au/Ce2O3 + ZrO2, 1%Au/γ-Al2O3, 2%Au/γ-Al2O3, 2%Au/Ce2O3 + γ-Al2O3 3%Au/γ-Al2O3 nghiên cứu hoạt tính oxy hóa hoàn toàn hợp chất hữu dễ bay CO có khí thải động Kết qủa cho thấy mẫu xúc tác 2%Au/γAl2O3, 2%Au/Ce2O3 + γ-Al2O3 có hoạt tính cao nhất, có khả oxy hóa sâu nhiệt độ thấp, mẫu 2%Au/Ce2O3 + γ-Al2O3 có độ chuyển hóa CO lớn 95%, nhiệt độ 69oC, T50(CO) = 25oC Độ chuyển hóa MEK ,Toluen lớn 60% nhiệt độ 200oC, 260oC, nhiệt độ light-off toluen 210oC, MEK là105oC, đáp ứng điều kiện hoạt động xử lý khí thải động mà tiết kiệm lượng cung cấp để xúc tác hoạt động Luận án cao học GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương v ABSTRACT Combustion of volatile organic compound and CO was studied over 2%Au/ZrO2, 2%Au/Bentonit, 2%Au/Ce2O3 + ZrO2, 1%Au/γ-Al2O3, 2%Au/γAl2O3, 3%Au/γ-Al2O3 2%Au/Ce2O3 + γ-Al2O3 catalysts The results of 2%Au/γAl2O3 and 2%Au/Ce2O3 + γ-Al2O3 displayed the best activity at low temperature 2%Au/Ce2O3 + γ-Al2O3 template had CO coversion 95% at 69oC , T50(CO) = 25oC MEK ( Methyl ethyl ketone) and Toluen coversion over 60% at 200oC, 260oC T50( toluen) = 210oC, T50(MEK) = 105oC The catalysts showed high activies over a range of concentrations and temperatures compatible with an application to automotive exhaust cleaning, and decrease power for active catalyst Luận án cao học GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương vi MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG MỞ ĐẦU Phần 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU Chương 1: NGUỒN GỐC, THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA CÁC HP CHẤT GÂY Ô NHIỄM TRONG KHÍ THẢI ĐỘNG CƠ 1.1 Nguồn gốc 3 1.2Thành phần tính chất hợp chất ô nhiễm khí thải động 1.2.1 Hydrocacbon 1.2.2 Oxit nitơ 1.2.3 Cacbon mono oxit 1.2.4 Buïi 1.2.5 Ozone Chương 2: TÁC HẠI CỦA KHÍ THẢI TỪ NGUỒN KHÍ THẢI ĐỘNG CƠ6 2.1 Tác hại người 2.1.1 Hydrocacbon 2.1.2 Nitơ oxit 2.1.3 Cacbon mono oxit 2.2 Tác hại súc vật 2.3 Tác hại thực vật 2.4 Hiện trạng khí thải từ nguồn khí thải động Chương 3: MỘT SỐ QÚA TRÌNH XỬ LÝ KHÍ THẢI 10 3.1 Phương pháp hấp thu 10 3.2 Phương pháp hấp phụ 10 3.3 Phương pháp đốt nhiệt 10 Luận án cao học GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương vii 3.4 Phương pháp sử dụng xúc tác 10 Phần 2: GIỚI THIỆU XÚC TÁC RẮN SỬ DỤNG TRONG XỬ LÝ KHÍ THẢI ĐỘNG CƠ 12 Chương 4: XÚC TÁC RẮN 12 4.1 Giới thiệu xúc tác rắn 12 4.2 Phản ứng xúc tác dị thể 12 4.3 Một số xúc tác rắn sử dụng công nghệ xử lý khí thải động 13 4.3.1 Xúc tác oxit kim loại 14 4.3.2 Xúc tác kim loại qúy 14 4.3.3 Xúc tác kết hợp oxit kim loại kim loại qúy 15 4.4 Tình hình nghiên cứu xử lý khí thải động xúc tác nước 15 Chương 5: VẤN ĐỀ XÚC TÁC Au/CHẤT MANG CHO XỬ LÝ KHÍ THẢI16 5:1 Giới thiệu 16 5.2 Tính chất xúc tác vàng 16 5.2.1 Oxi hóa carbon monoxide 16 5.2.2 Oxi hóa hay oxi hóa phần Alkanes Alkenes 17 5.2.3 Oxi hóa hợp chất NOx 17 5.2.4 Vấn đề giảm hoạt tính xúc tác vàng 17 5.3 Bản chất tính chất xúc tác vàng 18 5.4 Cơ chế xúc tác vàng 23 5.5 Phương pháp tổng hợp xúc tác vàng 25 Phần 3: KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 27 Chương 6: TỔNG HP CHẤT MANG 27 6.1 Điều chế γ - Al2O3 27 6.2 Điều chế Bentonit 28 6.3 Điều chế ZrO2 31 6.4 Kỹ thuật phối trộn Ce2O3 với γ-Al2O3, Ce2O3 với ZrO2 32 Luận án cao học GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương viii Chương 7: ĐIỀU CHẾ XÚC TÁC 33 7.1 Quy trình điều chế xúc tác 33 7.2 Lọc 33 7.3 Sấy 33 7.4 Nung 34 7.5 Ép viên 34 7.6 Rây 34 Chương 8:CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT HÓA LÝ XÚC TÁC 35 8.1 Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (XRD) 35 8.2 Phương pháp xác định diện tích bề mặt riêng (BET) 36 8.3 Phương pháp xác định cấu trúc hiển vi điện tử quyét (SEM) 38 8.4 Phương pháp phân tích hỗn hợp phản ứng sắc ký khí 39 Chương 9: NGHIÊN CỨU PHẢN ỨNG OXI HÓA CO TRONG ĐIỀU KIỆN OXI KHÔNG KHÍ TRÊN HỆ XÚC TÁC KHÁC NHAU BẰNG HỆ THỐNG DÒNG VI LƯNG 41 9.1 Sơ đồ thực nghiệm 41 9.2 Nguyên liệu 42 9.3 Khái quát qúa trình thí nghiệm 43 Chương10:NGHIÊN CỨU PHẢN ỨNG OXI HÓA HYDROCACBON DỄ BAY HƠI TRONG ĐIỀU KIỆN OXI KHÔNG KHÍ TRÊN HỆ XÚC TÁC KHÁC NHAU BẰNG HỆ THỐNG DÒNG VI LƯNG 46 10.1 Sơ đồ thực nghiệm 46 10.2 Nguyên liệu 47 10.3 Khái quát qúa trình thí nghiệm 47 Luận án cao học GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương ix Phần 4: KẾT QỦA – BÀN LUẬN 49 Chương 11: TÍNH CHẤT HÓA LÝ CỦA CÁC HỆ XÚC TÁC 49 11.1 Kết qủa phân tích phổ nhiễu xạ rơnghen (XRD) 49 11.2 Kết qủa đo diện tích bề mặt riêng (BET) 53 11.3 Kết qủa đo cấu trúc hiển vi điện tử quét (SEM) 56 Chương 12 : HOẠT TÍNH CỦA CÁC HỆ XÚC TÁC 60 12.1 Kết qủa phản ứng oxy hóa CO theo nhiệt độ điều kiện oxy không khí mẫu xúc tác hệ thống phản ứng dòng vi lượng 60 12.1.1 Kết qủa so sánh độ chuyển hóa phản ứng oxy hóa CO mẫu xúc tác 1%, 2%,3%Au/γ-Al2O3 với hàm lượng xúc tác khác 60 12.1.2 Kết qủa so sánh độ chuyển hóa phản ứng oxy hóa CO mẫu xúc tác 1%,2%,3%Au/γ-Al2O3 với hàm lượng xúc tác 200mg 67 12.1.3 Kết qủa so sánh độ chuyển hóa phản ứng oxy hóa CO mẫu xúc tác 2%Au/ γ-Al2O3, 2%Au/ZrO2, 2%Au/Ce2O3- ZrO2 2%Au/Ce2O3-γ-Al2O3, 2%Au/Bentonit, 69 12.2 Kết qủa phản ứng oxy hóa hydrocacbon (MEK +Toluen) theo nhiệt độ điều kiện oxy không khí mẫu xúc tác hệ thống phản ứng dòng vi lượng 72 12.2.1 Kết qủa so sánh độ chuyển hóa phản ứng oxy hóa hydrocacbon (MEK +Toluen) mẫu xúc tác 2%Au/Ce2O3+γ-Al2O3 với hàm lượng xúc tác khác 72 12.2.2 Kết qủa so sánh độ chuyển hóa phản ứng oxy hóa hydrocacbon (MEK +Toluen) mẫu xúc tác 2%Au/ZrO2 (A) 2%Au/Bentonit (B), 2%Au/Ce2O3 + ZrO2 (C), 2%Au/γ-Al2O3 (D), 2%Au/Ce2O3 + γ-Al2O3 (E), với hàm lượng xúc tác cố định m = 300mg Luận án cao học 76 GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương - 82 12.3 Kết qủa phản ứng oxy hóa hợp chất NOx (DeNOx) theo nhiệt độ điều kiện oxy không khí mẫu xúc tác hệ thống phản ứng dòng vi lượng, so sánh-đánh giá kết qủa : Ta tiến hành đo DeNOx hai mẫu xúc tác: 2%Au/γ-Al2O3 2%Au/Ce2O3 + γ-Al2O3, phương pháp đo tiến hành Phân Viện Vật LiệuTrung tâm Khoa Học tự nhiên & công nghệ quốc gia tp.HCM Kết qủa khử NOx với phương trình phản ứng khử: 2C3H6 + 2(a + b) NOx + 15 − x(a + b) XT O2 ⎯⎯→ 3(CO + CO2) + aN2 + 6H2O • Mẫu 2%Au/ γ-Al2O3: Hình 12.1:Kết qủa đo phản ứng DeNOx mẫu xúc tác 2%Au/γ-Al2O3 N h i e ät ñ o ä NO2 NOx NO % A u /A l2O CO2 CO N 2O C 3H 2000 1800 400 1600 300 1200 1000 200 800 NHIỆT ĐỘ ( C) NỒNG ĐỘ (ppm) 1400 600 400 100 200 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 T H Ô ØI G I A N ( p h u ùt ) Luận án cao học GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương - 83 • Đồ thị 12.10: Độ chuyển hóa chất C3H6, NOX, NO mẫu xúc tác 2%Au/γ-Al2O3 Độ chuyển hóa chất xúc tác 2%Au/Al2O3 100 C3H6 NOx NO 90 Độ chuyển hóa(%) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 ¾ 100 200 300 Nhiệt độ(oC)ä 400 Nhận xét: Nhìn kết qủa TPSR ta thấy: Ở nhiệt độ phòng, dòng C3H6, NOx, NO bị hấp phụ vật lý bề mặt xúc tác, qúa trình hấp phụ xảy nhanh, nhiệt độ hiệu suất hấp phụ tối đa: C3H6 = 53.44%, NOx = 24.24%, NO = 19.35%, qúa trình nhanh chóng đạt bão hòa trở lại trạng thái nồng độ ban đầu Đến t opu = 270oC, qúa trình oxy hóa C3H6 xảy thấy mũi CO2 bắt đầu xuất hiện, đến t opu = 400oC độ chuyển hóa C3H6 = 100% ta giữ đẳng nhiệt 400oC lượng CO2 giảm, ngược lại nồng độ C3H6 lại tăng lên độ chuyển hóa C3H6 sau 20 phút giữ đẳng nhiệt giảm xuống XC3H6 = 82.75% Tại t opu = 345oC phản ứng DeNOx xảy đồng thời phản ứng oxy hóa NO xảy mẫu xúc tác NO2 lại không sinh ra, t opu = 380oC, độ chuyển hóa NOx đạt cao 12.5%, độ chuyển hóa NO = 12.5%, khí N2O không thấy sinh TPSR Luận án cao học GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương - 84 Từ kết qủa cho thấy xúc tác 2%Au/γ-Al2O3 khả DeNOx, độ chuyển hóa NOx thấp 12.5%, t opu = 380oC, phản ứng oxy hóa tương ứng với kích thước hạt vàng đặc trưng, ví dụ phản ứng oxy hóa CO có kích thước định hạt vàng, phản ứng DeNOx có kích thước hạt vàng đặc trưng khác với kích thước hạt vàng phản ứng oxy hóa CO, nên độ chuyển hóa tốt xúc tác vàng cho hai CO NOx mà ta chọn độ chuyển hóa tối ưu cho hai chất mà Đây đặc điểm khác biệt xúc tác vàng xúc tác khác • Mẫu 2%Au/Ce2O3 + γ-Al2O3: Hình 12.2: Kết qủa đo phản ứng DeNOx mẫu xúc taùc 2%Au/Ce2O3 + γ-Al2O3: % A u /C e 2O 3-A l2O N h i e ät ñ o ä NO2 NOx NO C C N C 2000 O2 O O H6 1800 400 1600 300 1200 1000 200 800 NHIỆT ĐỘ ( C) NỒNG ÑOÄ (ppm) 1400 600 400 100 200 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 T H Ô ØI G I A N ( p h u ùt ) Luận án cao học GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương - 85 • Đồ thị 12.11: Độ chuyển hóa chất C3H6, NOX, NO mẫu xúc tác 2%Au/Ce2O3-γ-Al2O3: Độ chuyển hóa(%) Độ chuyển hóa chất xúc tác 2%Au/Ce2O3-Al2O3 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 C3H6 NOx NO 100 200 300 400 Nhiệt độ(oC) ¾ Nhận xét : Nhìn kết qủa TPSR ta thấy: Ở nhiệt độ phòng, dòng C3H6, NOx, NO bị hấp phụ vật lý bề mặt xúc tác, C3H6 (propen) bị hấp phụ nhiều khoảng 44.82%, NOx khoảng 20.58%, NO khoảng 19.35%, qúa trình hấp phụ giải hấp xảy nhanh đạt bão hòa, sau trở lại trạng thái nồng độ ban đầu, t opu = 180oC C3H6 bắt đầu chuyển hóa Quan sát giản đồ TPSR nhiệt độ CO2 bắt đầu sinh ra, phản ứng DeNOx chưa xảy nhiệt độ Cho đến t opu = 250oC thấy phản ứng DeNOx xảy nhẹ Tại t opu = 280oC độ chuyển hóa NOx 15.15% (XNOx = 15.15%), độ chuyển hóa C3H6 = 70.68%, lượng CO2 sinh 1300ppm Luận án cao học GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương - 86 Ta tiếp tục nâng nhiệt độ lên độ chuyển hóa C3H6 tăng, ngược lại phản ứng DeNOx lại giảm nhẹ ví dụ: t opu = 300oC, XNOx = 6.67%, XC3H6 = 82.45% Đến t opu = 360oC độ chuyển hóa C3H6 = 100% lúc độ chuyển hóa NO x → , nguyên nhân chất khử C3H6 hết, phản ứng DeNOx không xảy Trên TPSR ta thấy khí CO không sinh tức sản phẩm trung gian qúa trình oxy hóa C3H6 hay xúc tác có khả oxy hóa sâu t opu = 330oC NO bắt đầu bị oxy hóa thành NO2 đến t opu = 400oC độ chuyển hóa NO khoảng 28.12% Tại nhiệt độ 400oC ta giữ đẳng nhiệt độ chuyển hóa NO không tăng lên khí NO2 không sinh Đồng thời TPSR không thấy khí N2O sinh Luận án cao học GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương - 87 Chương 13 KẾT LUẬN CHUNG Đây công trình nghiên cứu mang tính mẻ lónh vực xử lý khí thải môi trường Đối tượng nghiên cứu thực tế, vấn đề nghiên cứu vấn đề nhà khoa học giới quan tâm nhiều nhất, thông qua nguồn tài liệu, thông tin khoa học có thể, từ phương pháp kỹ thuật nghiên cứu thích hợp, tiến hành việc tổng hợp xúc tác nghiên cứu đặc tính xử lý khí thải có hệ thống khoa học nhằm thu số liệu đặc trưng 13.1 ™ Các kết qủa đạt được: Đã điều chế mẫu xúc tác dùng cho thí nghiệm khảo sát ban đầu, tìm tỉ lệ thích hợp xúc tác vàng chất mang γ-Al2O3, mẫu xúc tác 2%Au/ZrO2, 2%Au/Bentonit, 2%Au/Ce2O3+ZrO2, 2%Au/γ-Al2O3, 2%Au/Ce2O3 + γ-Al2O3 khảo sát đặc trưng SEM, chất mang ZrO2, Bentonit, γ-Al2O3 khảo sát XRD, BET ™ Dựa vào kết qủa thí nghiệm chọn xúc tác 2%Au/γ-Al2O3 2%Au/Ce2O3 + γ-Al2O3 có hoạt tính cao điều kiện đáp ứng nhu cầu đặt xử lý khí thải động ™ Xúc tác 2%Au/Ce2O3 + γ-Al2O3 có hoạt tính tốt vấn đề xử lý khí thải động nhiệt độ thấp • Độ chuyển hóa CO lớn 95%, nhiệt độ 69oC, T50 = 25oC, nhiệt độ light-off toluen = 210oC, MEK gần 105oC Độ chuyển hóa MEK, Toluen lớn 60% nhiệt độ 200oC, 260oC Phù hợp với khoảng nhiệt độ làm việc ống pô động (250oC-300oC) Luận án cao học GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương - 88 • Xúc tác có khả oxy hóa sâu (độ chuyển hóa CO lớn 95%, nhiệt độ 69oC) tạo sản phẩm CO2 H2O, không sinh sản phẩm thứ cấp acid fomic • Độ ổn định theo nhiệt độ thời gian phản ứng cao • Hàm lượng xúc tác dùng nhỏ • Tính khả thi kinh tế cao đưa xúc tác vào ứng dụng thực tế nguồn nguyên liệu γ-Al2O3 dồi dào, xúc tác vàng rẻ platinum, palladiun rhodium… nguồn platinum dần khan ™ Xúc tác vàng có hoạt tính cho việc xử lý khí thải động nhiệt độ thấp tẩm lên chất mang Bentonit, ZrO2 ™ Thực nghiệm chứng minh chất xúc tiến Ce2O3 trộn với chất mang γ-Al2O3, ZrO2 làm tăng hoạt tính xúc tác vàng giảm nhiệt độ lightoff phản ứng ™ Nghiên cứu phản ứng khử chọn lọc NOx propen điều kiện dư oxy xúc tác 2%Au/γ-Al2O3, 2%Au/Ce2O3 + γ-Al2O3 theo chương trình nhiệt độ TPSR, cho thấy hoạt tính loại xúc tác không cao, nhiên mở hướng nghiên cứu sâu rộng loại xúc tác có cấu trúc nano 13.2 ™ Hướng phát triển nghiên cứu: Nghiên cứu xúc tác vàng bước đầu cho kết qủa tốt vấn đề oxy hóa khí thải động nhiệt độ thấp, cần phát triển đề tài lên xúc tác nano vàng, vấn đề xúc tác nano vàng ảnh hưởng kích thước tiểu phân tử vàng đến hoạt tính xúc tác cho kết qủa tinh túy nhiều ™ Cần nghiên cứu vấn đề giảm hoạt tính xúc tác ảnh hưởng nhiệt độ, chất đầu độc xúc tác có sẵn nguồn khí thải…ngược lại Luận án cao học GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương - 89 nghiên cứu thêm vấn đề tăng hoạt tính xúc tác thêm phụ gia TiO2, MgOx… ™ Nghiên cứu sâu khả DeNOx, tẩm thêm kim loại qúy Pt, Pd…để tăng hoạt tính xúc tác, giảm nhiệt độ light-off phản ứng ™ Do tính chất xúc tác nghiên cứu công trình xúc tác oxy hóa nên ứng dụng cho việc xử lý nguồn khí thải chứa hydrocacbon CO như: nhà máy thuốc trừ sâu, lò đốt rác, nhà máy sơ chế cao su… Luận án cao học GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương - 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO NGUYỄN HỮU PHƯỚC Kỹ thuật xử lý chất thải công nghiệp – trường đại học tp.Hồ Chí Minh NGUYỄN QUỐC THIẾT Nghiên cứu chế tạo tính chất xúc tác xử lý khí thải xe máy Tạp chí hóa học,T.37, số 4, tr.30-36,1999 VÕ ĐỨC TRÍ , LƯU CẨM LỘC, NGUYỄN QUỐC THIẾT , PHẠM THANH HÀ Nghiên cứu chế tạo chất mang cho khối xúc tác xử lý khí thải từ động xe bốn , Tuyển tâp công trình báo khoa học năm 1998 NGÔ XUÂN PHÁT Nghiên cứu giải vấn đề ô nhiễm môi trường phương tiện giao thông đường , đề tài nghiên cứu khoa học cấp NGHUYỄN HỮU PHÚ Hấp phụ xúc tác bề mặt vật liệu vô mao quản PGS.TS MAI HỮU KHIÊM Bài giảng kỹ thuật xúc tác TRẦN HỮU HẢI Nghiên cứu phản ứng alkyl hóa Benzen Butylbromua xúc tác Bentonit biến tính HÒA QUANG ĐIỆP Nghiên cứu chế tạo xúc tác để xử lý khí thải nguồn đốt dầu công nghiệp Luận án cao học GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương - 91 K C TAYLOR Automobile catalytic converters, catalytic science and technology (springer verlag, Berlin, 1984), vol 10 BOTAO QIAO AND YOUQUAN DENG Effective Au+-Au-(Cl)/Fe(OH)x catalysts prepared at lower temperature for selective CO Oxidations 11 CHARLES N SATLERFIELD Hertogennerous catalysis in industrial practive ed 2nd ,Mc Graw-Hill inc 1991 12 H.H.KUNG, M.C.KUNG, AND C.K.COSTELLO Supported Au catalysts for low temperature CO oxidation 13 H.S.OH, J.H.YANG, C.K.COSTELLO, Y.M.WANG, S.R.BARE, H.H.KUNG, AND M.C.KUNG Selective catalic oxidation of CO; effect of Chloride on supported Au catalysts 14 RENAUD COUSIN, SVETLANA IVANOVA, FATIMA AMMARI, CORINNE PETIT, VÉRONIQUE PITCHON Low Temperature Oxidation of CO and Hydrocarbons over Supported Gold 15 SEUNG-JAE, ASTERIOS GAVRIILIDIS, FRIEDERICH E.WAGNER, PHILIP C L WONG, AND KING LUN YEUNG Effect of Drying Conditions of Au–Mn Co-Precipitates for Low-Temperature CO Oxidation 16 M.B CORTIE1 AND E VAN DER LINGEN2 Catalytic gold nano-particles Luận án cao học GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương - 92 17 HTTP://WWW.GOOGLE.COM.VN 18 D.T THOMPSON AND G.C.BOND Gold Bulletin, vol 33(3), pp:41-51,2000 19 M KINNE, R LEPPELT, V PLZAK, AND R.J BEHM Kinetics and Mechanism of the low-Temperature Water-Gas-Shieft Reaction on Au/CeO2 Catalysts 20 XIN ZHANG, HAI WANG AND BO-QING XU Size effect of zircinia nanoparticles in Au/ZrO2 catalysts for CO oxidation 21 V.I PÂRVULESCU A,., H BONNEMANNB, V PÂRVULESCU A Preparation and characterisation of mesoporous zirconium oxide 22 MARKUS M SCHUBERT, VOJTECH PLZAK, JURGEN GARCHE, R JURGEN BEHM Activity, selactivity, and long-term stability of different metel oxide supported gold catalysts for the preferential CO oxidation in H2-rich gas 23 M.HARUTA Nanoparticulate Gold Catalysts for Low-Temperature CO Oxidation Luaän án cao học GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương - 93 Phần PHỤ LỤC Tính toán thể tích vàng cần tẩm lên chất mang với hàm lượng 1%: Chất mang γ-Al2O3 Lượng xúc tác cần 1g, tẩm 1%Au/γ-Al2O3 tức là: mγ-Al2O3 = 0.99g, mAu = 1g Số mol Au cần là: nAu = m Au 0.01 = = 5.076.10-5 mol ( MAu = 197g/mol) 197 M Au Nồng độ HAuCl4.3H2O (CM) = 5.07.10-3mol/lít Thể tích Au cần để tẩm là: n Au 5.076 −5 VAu = = = 1.001.10-2 (lít) = 10 ml −3 CM 5.07 Tương tự ta tính 2%, 3% Au/γ-Al2O3 2%Au/Bentonit, ZrO2 Tính toán độ chuyển hóa: Độ chuyển hóa hydrocacbon xác định thông qua việc tính diện tích peaks sắc ký khí nguyên liệu đầu vào ( toluen MEK chưa phản ứng) peaks sản phẩm đầu ( toluen MEK ) theo công thức: X% = Với [ S ] − [ S ]t *100 [ S ]O X% : Độ chuyển hóa [S]o: Diện tích peak nguyên liệu ban đầu chưa phản ứng [S]t : Diện tích peak nguyên liệu lại sau phản ứng Luận án cao học GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương - 94 ™ Sắc ký đồ biểu diễn oxy hóa CO: • Sắc ký đồ biểu diễn peaks O2(33), N2(59), CO(156) nguyên liệu vào , nhiệt độ 63oC, mẫu xúc tác 2%Au/Ce2O3-γ-Al2O3, khối lượng xúc tác 200mg • Sắc ký đồ biểu diễn peaks O2(27), N2(52), CO(140) sản phẩm , nhiệt độ 63oC, mẫu xúc tác 2%Au/Ce2O3-γ-Al2O3, khối lượng xúc tác 200mg Luận án cao học GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương - 95 ™ Sắc ký đồ biểu diễn oxy hóa MEK + Toluen (1:1): Sắc ký đồ biểu diễn peaks MEK(33), Toluen(59) nguyên liệu vào sản phẩm MEK(123), Toluen(156), nhiệt độ 260oC, mẫu xúc tác 2%Au/Ce2O3-γ-Al2O3, khối lượng xúc tác 300mg Luận án cao học GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương - 96 - TÓM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG HỌ VÀ TÊN : NGUYỄN THẾ HIỆP Ngày, tháng, năm sinh: 22/10/1979 Nơi sinh: NAM HÀ Địa liên lạc: 493/2C Cách Mạng Tháng Tám.F13.Q10 Tp.HCM QÚA TRÌNH ĐÀO TẠO: 1997-2002 : Học chương trình đại học trường Đại Học Bách Khoa.Tp.HCM 2003-2005 : Học chương trình cao học trường Đ Học Bách Khoa.Tp.HCM QÚA TRÌNH CÔNG TÁC 2002-2004 : Công tác công ty TNHH sơn Minh Tường Luận án cao học GVHD: PGS - TS: Trần Khắc Chương ... I- TÊN ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU PHẢN ỨNG OXY HÓA HYDROCACBON DỄ BAY HƠI VÀ CO Ở NHIỆT ĐỘ THẤP TRÊN XÚC TÁC VÀNG MANG TRÊN γ-Al2O3 VÀ BENTONIT BÌNH THUẬN ĐỂ XỬ LÝ KHÍ THẢI CỦA ĐỘNG CƠ II- NHIỆM VỤ VÀ... nhiệt độ cao 4.4 Tình hình nghiên cứu xử lý khí thải động nước: Cuối năm 1990 nước ta có số công trình nghiên cứu xử lý khí thải động Các công trình nghiên cứu xúc tác oxit kim loại [2] xúc tác. .. hủy nhiệt (không có xúc tác) đioxin người ta phải nâng nhiệt độ lên cao (trên 1200oC) sử dụng chất xúc tác người thực nhiệt độ thấp nhiều Xúc tác thường dùng để xử lý khí thải động dựa sở kim