Nghiên cứu tổng hợp xúc tác hệ oxit Fe Cu dùng cho phản ứng chuyển hóa CO ở nhiệt độ thấp bằng phương pháp đồng kết tủa

Nghiên cứu tổng hợp xúc tác hệ oxit Fe Cu dùng cho phản ứng chuyển hóa CO ở nhiệt độ thấp bằng phương pháp đồng kết tủa Nghiên cứu tổng hợp xúc tác hệ oxit Fe Cu dùng cho phản ứng chuyển hóa CO ở nhiệt độ thấp bằng phương pháp đồng kết tủa luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÝ MẠNH QUÂN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP XÚC TÁC HỆ OXIT FE-CU DÙNG CHO PHẢN ỨNG CHUYỂN HÓA CO Ở NHIỆT ĐỘ THẤP BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒNG KẾT TỦA LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC Hà Nội – 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÝ MẠNH QUÂN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP XÚC TÁC HỆ OXIT FE-CU DÙNG CHO PHẢN ỨNG CHUYỂN HÓA CO Ở NHIỆT ĐỘ THẤP BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒNG KẾT TỦA LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS BÙI THỊ VÂN ANH Hà Nội - 2018 Luận văn Thạc sỹ KTHH Lý Mạnh Quân LỜI CẢM ƠN Với lòng cảm ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Tiến sỹ Bùi Thị Vân Anh tin tưởng giao đề tài tận tình giúp đỡ Cơ giúp em có kiến thức quý báu trình nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn phịng thí nghiệm hóa Bộ mơn Cơng nghệ chất Vô cơ, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện giúp em hoàn thành đề tài nghiên cứu Chân thành cảm ơn thầy cô Bộ môn Công nghệ chất Vô cơ, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội giúp đỡ em q trình tìm kiếm tài liệu hồn thành luận văn Để hoàn thành luận văn, nỗ lực cố gắng nghiên cứu thân nhận ủng hộ giúp đỡ từ người thân, từ em sinh viên Em xin chân thành cảm ơn Luận văn Thạc sỹ KTHH Lý Mạnh Quân LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân, xuất phát từ u cầu phát sinh cơng việc để hình thành hướng nghiên cứu Các số liệu có nguồn gốc rõ ràng tuân thủ theo quy định Kết trình bày luận văn thu thập trình nghiên cứu trung thực chưa cơng bố trước Hà Nội, tháng năm 2018 Lý Mạnh Quân Luận văn Thạc sỹ KTHH Lý Mạnh Quân MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH PHẦN MỞ ĐẦU PHẦN 1: TỔNG QUAN 11 1.1 Tổng quan xúc tác 11 1.1.1 Xúc tác đồng thể 15 1.1.2 Xúc tác dị thể 16 1.2 Tổng quan phản ứng chuyển hóa CO .20 1.2.1 Ảnh hưởng khí CO sức khỏe người 20 1.2.2 Phản ứng chuyển hóa CO .21 1.2.3 Xúc tác chuyển hóa CO 24 1.2.3.1 Xúc tác chuyển hóa nhiệt độ cao 24 1.2.3.2 Xúc tác chuyển hóa nhiệt độ thấp 29 1.2.4 Hướng nghiên cứu loại xúc tác .34 1.3 Các phương pháp tổng hợp xúc tác .37 1.3.1 Phương pháp sol –gel 37 1.3.2 Phương pháp ngâm tẩm tổng hợp xúc tác 38 1.3.3 Phương pháp đồng kết tủa 39 PHẦN THỰC NGHIỆM 40 Luận văn Thạc sỹ KTHH Lý Mạnh Quân 2.1 Tổng hợp xúc tác 40 2.1.1 Hóa chất dụng cụ .40 2.1.2 Tổng hợp xúc tác 43 2.1.2.1 Tổng hợp xúc tác Fe-Cu phương pháp đồng kết tủa 43 2.1.2.2 Thực nghiệm 44 2.2 Xác định tính chất xúc tác .46 2.2.1 Xác định hoạt tính xúc tác 46 2.2.2 Bề mặt riêng 48 2.2.3 Cấu trúc mạng tinh thể .50 2.2.3.1 Phương pháp phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) 50 2.2.3.2.Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 52 2.2.3.3.Phương pháp phân tích nhiệt khối lượng 54 PHẦN KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .57 3.1.Ảnh hưởng tỉ lệ mol Cu2+/Fe3+ 57 3.2.Ảnh hưởng pH kết tủa 64 3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ hình thành kết tủa 70 3.4.Ảnh hưởng nhiệt độ nung 75 3.5.Ảnh hưởng thời gian nung .83 KẾT LUẬN 91 Tài liệu tham khảo 92 Luận văn Thạc sỹ KTHH Lý Mạnh Quân DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Tổng kết vài cơng trình quan trọng q trình có xúc tác đưa vào sản xuất 12 Bảng 1.2 So sánh lượng hoạt hóa E vài phản ứng tiến hành với xúc tác đồng thể dị thể 18 Bảng 1.3 Triệu chứng nhiễm độc người tiếp xúc với CO nồng độ khác 20 Bảng 3.1 Ảnh hưởng tỉ lệ mol Cu2+/Fe3+ 58 Bảng 3.2 Ảnh hưởng pH môi trường tới hiệu suất tạo xúc tác 65 Bảng 3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ hình thành kết tủa 71 Bảng 3.4 Ảnh hưởng nhiệt độ nung 77 Bảng 3.5 Kết đo BET mẫu xúc tác nung nhiệt độ 450oC, 500oC, 600oC 83 Bảng 3.6 Ảnh hưởng thời gian nung tới hiệu suất thu sản phẩm 84 Luận văn Thạc sỹ KTHH Lý Mạnh Quân DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Ảnh hưởng nhiệt độ tới số cân 22 Hình 1.2 Ảnh hưởng nhiệt độ tỉ lệ nước tới hiệu suất chuyển hóa .23 Hình 1.3 Ảnh hưởng nhiệt độ tỉ lệ nước/khí khơ tới hiệu suất chuyển hóa 24 Hình 1.4 Ảnh hưởng tác nhân khử hoạt hóa tới hệ xúc tác Fe – Al - Cu 27 Hình 1.5 Ảnh hưởng phương pháp tổng hợp xúc tác tới hiệu suất chuyển hóa 28 Hình 1.6 Ảnh hưởng kim loại kích hoạt tới hoạt tính xúc tác Ceri phản ứng chuyển hóa CO 29 Hình 1.7 Cơ chế phản ứng oxy hóa – khử xúc tác nên Nikel 32 Hình 1.8 Cơ chế kết hợp xúc tác Nikel phản ứng chuyển hóa CO 33 Hình 1.9 Ảnh hưởng kim loại hỗ trợ tới hoạt tính xúc tác nikel .33 Hình 1.10 Cấu trúc gel 38 Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp xúc tác Fe-Cu 45 Hình 2.2 Thiết bị đo bề mặt riêng theo phương pháp hấp thụ BET 50 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý tượng nhiễu xạ tia X 51 Hình 2.4 Máy đo phương pháp nhiễu xạ tia X 51 Hình 2.5 Hệ kính hiển vi Jeol 5410LV 53 Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý phương pháp SEM 54 Hình 2.7 Thiết bị đo phân tích nhiệt khối lượng TGA 54 Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý phép đo TGA 55 Hình 2.9 Ví dụ phép đo TGA 56 Luận văn Thạc sỹ KTHH Lý Mạnh Quân Hình 3.1 Ảnh hưởng tỉ lệ mol Cu2+/Fe3+ tới hiệu suất tạo xúc tác………………………………………………………………… 58 Hình 3.2 Ảnh hưởng tỉ lệ mol Cu2+/Fe3+tới hiệu suất chuyển hóa CO 60 Hình 3.3 Giản đồ XRD mẫu 1.1 61 Hình 3.4 Giản đồ XRD mẫu 1.2 62 Hình 3.5 Giản đồ XRD mẫu 1.3 62 Hình 3.6 Giản đồ XRD mẫu 1.4 63 Hình 3.7 Giản đồ XRD mẫu 1.5 63 Hình 3.8 Giản đồ XRD mẫu 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5 64 Hình 3.9 Ảnh hưởng pH kết tủa tới hiệu suất tạo xúc tác 65 Hình 3.10.Giản đồ XRD mẫu 2.1 66 Hình 3.11 Giản đồ XRD mẫu 2.2 67 Hình 3.12 Giản đồ XRD mẫu 2.3 67 Hình 3.13 Giản đồ XRD mẫu 2.4 68 Hình 3.14 Giản đồ XRD mẫu 2.5 68 Hình 3.15.Giản đồ XRD mẫu 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 2.5 69 Hình 3.16 Ảnh hưởng pH mơi trường tới hiệu suất chuyển hóa CO .69 Hình 3.17 Ảnh hưởng nhiệt độ hình thành kết tủa 71 Hình 3.18 Giản đồ XRD mẫu 3.1 72 Hình 3.19 Giản đồ XRD mẫu 3.2 73 Hình 3.20 Giản đồ XRD mẫu 3.3 73 Hình 3.21 Giản đồ XRD mẫu 3.4 74 Hình 3.22 Giản đồ XRD mẫu 3.5 74 Hình 3.23 Ảnh hưởng nhiệt độ kết tủa tới hoạt tính xúc tác 75 Hình 3.24 Giản đồ XRD mẫu 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 75 Luận văn Thạc sỹ KTHH Lý Mạnh Quân Hình 3.25 Giản đồ DTG mẫu xúc tác 76 Bảng 3.4 Ảnh hưởng nhiệt độ nung 77 Hình 3.26 Ảnh hưởng nhiệt độ nung tới hiệu suất thu sản phẩm 77 Hình 3.27 Giản đồ XRD mẫu 4.1 78 Hình 3.28 Giản đồ XRD mẫu 4.2 79 Hình 3.29 Giản đồ XRD mẫu 4.3 79 Hình 3.30 Giản đồ XRD mẫu 4.4 80 Hình 3.31 Giản đồ XRD mẫu 4.5 80 Hình 3.32 Giản đồ XRD mẫu 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5 81 Hình 3.33 Ảnh hưởng nhiệt độ nung tới hoạt tính xúc tác 82 Hình 3.34 Ảnh hưởng thời gian nung tới hiệu suất thu sản phẩm 84 Hình 3.35 Giản đồ XRD mẫu 5.1 85 Hình 3.36 Giản đồ XRD mẫu 5.2 85 Hình 3.37 Giản đồ XRD mẫu 5.3 86 Hình 3.38 Giản đồ XRD mẫu 5.4 86 Hình 3.39 Giản đồ XRD mẫu 5.5 87 Hình 3.40 Giản đồ XRD mẫu 5.1 đến 5.5 87 Hình 3.41 Ảnh hưởng thời gian nung tới hiệu suất chuyển hóa CO .88 Hình 3.42 Ảnh SEM mẫu 5.3 (1) 89 Hình 3.43 Ảnh SEM mẫu 5.3 (2) 89 Hình 3.44 Ảnh SEM mẫu 5.3 (3) …………………… ………………90 Luận văn Thạc sỹ KTHH Lý Mạnh Qn Khảo sát hoạt tính xúc tác Độ chuyển hóa (%) 70 68 M 4.5 66 64 M 4.4 62 M 4.3 60 58 M 4.2 56 54 M 4.1 52 50 200 250 300 350 400 450 500 Nhiệt độ nung (oC) Hình 3.33 Ảnh hưởng nhiệt độ nung tới hoạt tính xúc tác Nhận xét:q trình nung mẫu xúc tác xảy trình tách nước hấp phụ dạng vật lí tách nước liên kết để chuyển từ hydroxit dạng oxit, cuối hình thành mạng lưới oxit hồn chỉnh Nhiệt độ nung có ảnh hưởng đến hiệu suất q trình đó, ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc hoạt tính xúc tác thu Nhìn vào đồ thị ta nhận thấy hiệu suất chuyển hóa CO tăng nhiệt độ nung mẫu tăng dần Điều giải thích vùng nhiệt độ nung thấp (< 400oC) q trình nói diễn hiệu suất chưa đạt 100%, tức chưa xảy hồn tồn, thành phần cấu trúc xúc tác sau nung không ổn định dẫn đến hoạt tính xúc tác giảm Khoảng nhiệt độ 400 – 450oC nhiệt độ nung trình biến đổi xúc tác nung xảy hoàn toàn, thành phần cấu trúc ổn định nên hoạt tính cao có thay đổi khơng nhiều Ở nhiệt độ cao 450oC xúc tác dễ dàng bị thiêu kết trở thành dạng cấu trúc “trơ”, xốp, tính chất lí hóa trở nên nên hoạt tính xúc tác giảm mạnh điều thể qua kết đo BET mẫu xúc tác nung lên 6000C, ta khơng khảo sát khoảng nhiệt độ 82 Luận văn Thạc sỹ KTHH Lý Mạnh Quân Kết đo BET Viện Hóa Học, Viện Hàn Lâm KHCNVN mẫu khác 450oC, 500oC, 600oC ta thấy với nhiệt độ nung mẫu lớn 450oC khả hấp phụ xúc tác giảm dần Bảng 3.5 Kết đo BET mẫu xúc tác nung nhiệt độ 450oC, 500oC, 600oC Mẫu đo (0C ) Surface area (m2/g) Pore volume (cm3/g) Pore size (nm) 450 93,297 0,304 12,73 500 25,156 0.1078 22,68 600 17,403 0.084 27,68 3.5.Ảnh hưởng thời gian nung Tiến hành trình kết tủa tạo mẫu với điều kiện giống nhau, tỉ lệ mol Cu2+ 15%, nhiệt độ ủ kết tủa 250C, có pH 11 Sau lọc rửa sạch, sấy đến khối lượng không đổi nghiền mịn, nung 4500C thời gian khác 2, 3, 4, 5, 6h Các mẫu sau nung đem thử hoạt tính Bảng kết khảo sát yếu tố thời gian nung: 83 Luận văn Thạc sỹ KTHH Lý Mạnh Quân Bảng 3.6 Ảnh hưởng thời gian nung tới hiệu suất thu sản phẩm Mẫu 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 timenung (h) Hxt (%) 97.04 97.36 98.26 98.07 98 %COconv 57 62 66 66 66 Đồ thị thể ảnh hưởng thời gian nung tới hiệu suất thu sản phẩm Hiệu suất tạo xúc tác thời gian nung khác 100 Hiệu suất (%) 99.5 99 M 5.3 98.5 98 M 5.4 M 5.5 M 5.2 97.5 M 5.1 97 96.5 96 95.5 95 Thời gian nung(giờ) Hình 3.34 Ảnh hưởng thời gian nung tới hiệu suất tạo xúc tác Ta có giản đồ XRD mẫu sau: 84 Luận văn Thạc sỹ KTHH Lý Mạnh Quân Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - 51 1000 900 800 d=2.490 700 Lin (Cps) 600 500 d=1.455 d=1.585 d=1.611 100 d=1.661 d=1.741 d=2.167 d=2.905 200 d=1.693 d=2.054 d=2.413 d=2.984 300 d=1.492 d=2.590 400 20 30 40 50 60 2-Theta - Scale File: 51.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 19.987 ° - End: 69.847 ° - Step: 0.030 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 11 s - 2-Theta: 19.987 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - X: 0.0 mm - Y: 01-072-1174 (D) - Cuprospinel Q, syn - CuFe2O4 - Y: 83.33 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 5.81000 - b 5.81000 - c 8.71000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Body-centered - I41/amd (141) - - 29 Hình 3.35 Giản đồ XRD mẫu 5.1 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - 52 1000 900 d=2.489 800 700 500 d=1.492 d=1.454 d=1.584 d=1.611 d=1.662 d=1.693 d=1.742 d=2.053 d=1.926 100 d=2.167 200 d=2.744 300 d=2.413 d=2.984 d=2.589 400 d=2.908 Lin (Cps) 600 20 30 40 50 60 2-Theta - Scale File: 52.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 19.987 ° - End: 69.847 ° - Step: 0.030 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 11 s - 2-Theta: 19.987 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - X: 0.0 mm - Y: 01-072-1174 (D) - Cuprospinel Q, syn - CuFe2O4 - Y: 66.67 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 5.81000 - b 5.81000 - c 8.71000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Body-centered - I41/amd (141) - - 29 Hình 3.36 Giản đồ XRD mẫu 5.2 85 Luận văn Thạc sỹ KTHH Lý Mạnh Quân Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - 53 1000 d=2.489 900 800 700 500 100 d=1.454 d=1.585 d=1.611 d=1.693 d=1.665 d=1.742 d=2.053 d=1.926 200 d=2.167 d=2.907 300 d=2.413 d=2.985 400 d=1.493 d=2.589 Lin (Cps) 600 20 30 40 50 60 2-Theta - Scale File: 53.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 19.987 ° - End: 69.847 ° - Step: 0.030 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 11 s - 2-Theta: 19.987 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - X: 0.0 mm - Y: 01-072-1174 (D) - Cuprospinel Q, syn - CuFe2O4 - Y: 70.83 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 5.81000 - b 5.81000 - c 8.71000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Body-centered - I41/amd (141) - - 29 Hình 3.37 Giản đồ XRD mẫu 5.3 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - 54 1000 d=2.489 900 800 700 d=1.455 d=1.585 d=1.611 d=1.663 d=1.693 d=1.925 d=1.741 d=2.054 d=2.168 200 d=2.272 300 d=2.413 d=2.984 400 d=1.492 d=2.589 500 d=2.904 Lin (Cps) 600 100 20 30 40 50 60 2-Theta - Scale File: 54.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 19.987 ° - End: 69.847 ° - Step: 0.030 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 11 s - 2-Theta: 19.987 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - X: 0.0 mm - Y: 01-072-1174 (D) - Cuprospinel Q, syn - CuFe2O4 - Y: 70.83 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 5.81000 - b 5.81000 - c 8.71000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Body-centered - I41/amd (141) - - 29 Hình 3.38 Giản đồ XRD mẫu 5.4 86 Luận văn Thạc sỹ KTHH Lý Mạnh Quân Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - 55 d=2.489 1000 900 800 700 500 d=1.455 d=1.585 d=1.611 d=1.693 d=1.662 d=1.741 200 d=2.273 d=2.904 d=2.413 300 d=2.054 d=2.984 400 d=1.492 d=2.589 Lin (Cps) 600 100 20 30 40 50 60 2-Theta - Scale File: 55.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 19.987 ° - End: 69.847 ° - Step: 0.030 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 11 s - 2-Theta: 19.987 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - X: 0.0 mm - Y: 01-072-1174 (D) - Cuprospinel Q, syn - CuFe2O4 - Y: 83.33 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 5.81000 - b 5.81000 - c 8.71000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Body-centered - I41/amd (141) - - 29 Hình 3.39 Giản đồ XRD mẫu 5.5 Quan sát giản đồ ta thấy cường độ CuFe2O4 mẫu 5.3, 5.4, 5.5 cao so với mẫu 5.1, 5.2 Hình 3.40 Giản đồ XRD mẫu 5.1 đến 5.5 87 Luận văn Thạc sỹ KTHH Lý Mạnh Quân Như ta thấy với thời gian nung từ đến tương ứng với mẫu 5.3, 5.4, 5.5 có cường độ CuFe2O4 dường không thay đổi đạt bão hịa Ta có đồ thị khảo sát hiệu suất chuyển hóa CO xúc tác với thời gian nung khác nhau: Độ chuyển hóa (%) Khảo sát hoạt tính xúc tác 70 68 66 64 62 60 58 56 54 52 50 M 5.3 M 5.4 M 5.5 M 5.2 M 5.1 Thời gian nung (h) Hình 3.41 Ảnh hưởng thời gian nung tới hiệu suất chuyển hóa CO Nhận xét: trình nung kết vật liệu chủ yếu xảy nước vật lí, sau tách nước liên kết để tạo thành oxit hình thành mạng lưới sản phẩm Ở mục ta tìm nhiệt độ nung thích hợp 450oC Thời gian nung ảnh hưởng đến sản phẩm hoạt tính chủ yếu qua hiệu suất q trình tách nước hình thành mạng lưới oxit Thời gian nung ngắn trình tách nước chưa xảy hồn tồn, q trình hình thành mạng lưới tinh thể vậy, xúc tác có thành phần cấu trúc chưa ổn định dẫn đến độ chuyển hóa cịn thấp Nhìn đồ thị trên, ta nhận thấy độ chuyển hóa CO xúc tác tăng dần tăng thời gian nung Tuy nhiên, thời gian nung 4h độ chuyển hóa có phần tăng khơng đáng kể Do đó, để tiết kiệm chi phí lượng nên thời gian nung mẫu thích hợp 4h 88 Luận văn Thạc sỹ KTHH Lý Mạnh Quân Như mẫu 5.3 thõa mãn tất điều kiện cho hoạt tính cao phản ứng chuyển hóa CO nhiệt độ thấp Ta có số hình ảnh SEM mẫu 5.3 Hình 3.42 Ảnh SEM mẫu 5.3 (1) Hình 3.43 Ảnh SEM mẫu 5.3 (2) 89 Luận văn Thạc sỹ KTHH Lý Mạnh Quân Hình 3.44 Ảnh SEM mẫu 5.3 (3) Dựa vào ảnh SEM mẫu 5.3 độ phóng đại khác nhau, ta thấy sản phẩm có dạng hình cầu đồng đều, có kích thước từ 40-50 nm 90 Luận văn Thạc sỹ KTHH Lý Mạnh Quân KẾT LUẬN Dựa kết nghiên cứu, rút kết luận sau: Có thể tổng hợp thành công xúc tác hệ oxit Fe-Cu dùng cho phản ứng chuyển hóa CO nhiệt độ thấp phương pháp đồng kết tủa từ dung dịch muối Tỉ lệ tiền chất tốt cho phản ứng đồng kết tủa tạo xúc tác 15/85 tức 15% mol Cu2+ tương ứng 85% mol Fe3+ pH tốt cho phản ứng kết tủa để tổng hợp xúc tác 11 Xúc tác thu có hoạt tính tốt kết tủa nhiệt độ thường 2h nung 4500C 4h Xúc tác Fe-Cu tạo thành có hoạt tính cao, hoạt động tốt nhiệt độ thấp 2000C Sản phẩm thu có dạng hình cầu đồng có kích thước khoảng 40 -50 nm 91 Luận văn Thạc sỹ KTHH Lý Mạnh Quân Tài liệu tham khảo Tài liệu tiếng Việt Nguyễn Khánh Huyền (2015), Khí cacbon mononoxit (CO) phương tiện bảo vệ quan hô hấp lọc khí CO, Trung tâm An tồn lao động, Viện NC KHKT Bảo hộ lao động, Hà Nội Nguyễn Văn Phước (2006), Giáo trình kỹ thuật xử lý chất thải công nghiệp, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội Phạm Thanh Quỳnh (2015), Xúc tác oxy hóa hoàn toàn CO nhiệt độ thấp, Luận văn thạc sỹ, Đại học Bách khoa Hà Nội La Thế Vinh (2006), Nghiên cứu chế tạo vật liệu xúc tác Nanocomposite hệ Au/CeO2 dùng cho phản ứng Oxi hóa CO nước, Luận án tiến sỹ, Hà Nội Bế Hồng Thu (2012), Bài giảng chống độc, Bệnh viện Bạch Mai, Hà Nội Hồ Sỹ Thoảng (2006), Giáo trình xúc tác dị thể, NXBKHKT, Thành phố HCM Đào Văn Tường (2006), Động học xúc tác, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Tài liệu tiếng Anh A Andreev, V Idakiev, K Kostov, M Gabrovska (1995), Water-gas shift reaction over nickel hydroxides, Catalysis Letters 31, (2,3), pp 245–252 A Haryanto, S D Fernando, S D FilipTo, P H Steele, L Pordesimo, S Adhikari (2009), Hydrogen production through the water-gas shift reaction: thermodynamic equilibrium versus experimental results over supported Ni catalysts, Energy Fuel 23, (6), pp 3097–3102 10 Abd El – Aziz A Said, Mohamed M.M Abd El- Wahab, Mohamed N Goda (2016), Synthesis and characterization of pure and (Ce, Zr, Ag) doped mesoporous CuO-Fe2O3 as highly efficient and stable nanocatalysts for CO oxidation at low temperature, Applied Surface Science 390, pp 649 – 665 92 Luận văn Thạc sỹ KTHH Lý Mạnh Quân 11 C Martos, J Dufour, A Ruiz (2009),Synthesis of Fe3O4-based catalysts for the high-temperature water gas shift reaction, International Journal of Hydrogen Energy 34, pp 4475-4481 12 C Bosch and W Wild (1888), Canadian patent 153, 608, 1888 13 C J Brinker, G W Scherer (1990), The Physics and Chemistry of Sol–Gel Processing, Sol –gel science, pp 302 -355 14 Dae – Woon Jeong, Won- Jun Jang, Jea – Oh Shim, Won – Bi Han, Hyun – Seog Roh, Un Ho Jung, Wang Lai Yoon (2014), Low – temperature water – gas shift reaction over supported Cu catalysts, Renewable Energy 65, pp 102 -107 15 E Boellaard, F.Th van de Scheur, A.M van der Kraan, J.W Geusa(1998), Preparation, reduction, and CO chemisorption properties of cyanide-derived CuxFe/Al2O3 catalysts, Appliced Catalysis A general, (171), pp 333 – 350 16 Ehsan Amini, Mehran Rezaei (2015), Preparation of mesoporous Fe-Cu mixed metal oxide nanopowder as active and stable catalyst for low-temperature CO oxidation, Chinese Journal of Catalysis 36, pp 1711 – 1718 17 Ehsan Amini, Mehran Rezaei, Mohammad Sadeghinia (2013), Low temperature CO oxidation over mesoporous CuFe2O4 nanopowders synthesized by a novel sol – gel method, Chinese Journal of Catalysis 34, pp 1762 – 1767 18 F Meshkani, M Rezaei (2015), Mesoporous Ba-promoted chromium free Fe2O3-Al2O3-NiO catalyst with low methanation activity for high temperature water gas shift reaction, Catalysis Communication 58, pp.26–29 19 Gunugunuri K Reddy, Panagiotis G Smirniotis (2015), Water Gas Shift Reaction, Research Developments and Applications, USA 20 G.C Chinchen, R.H Logan, M.S Spencer (1984), Water-gas shift reaction over an iron oxide/chromium oxide catalyst, Applied Catalysis12, (1), pp 68-88 21 G Aguila, A Valenzuela, S Guerrero, P Araya (2013), WGS activity of a novel Cu-ZrO2 catalyst prepared by a reflux method Comparison with a conventional impregnation method, Catalysis Communications 39, pp 82–85 93 Luận văn Thạc sỹ KTHH Lý Mạnh Quân 22 Hidenori Yahiro, Keisuke Murawaki, Kazuhiko Saiki,TetsuyaYamamoto, Hiroyuki Yamaura (2007), Study on the supported Cu-based catalysts for thelow-temperature water–gas shift reaction, Catalysis Today126, pp 436 – 440 23 He Runxia,Wang Dandan, Zhi Keduan, Wang Bin, Zhong Huacong, Jiang Haoqiang, Li Na, Liu Quansheng (2016), Cu-Mn catalysts modified by rare earth lantnaum for low temperaturewater-gas shift reaction, Journal of Rare Earths 34, (10), pp.994 24 H Uchida, N Isogai, M Oba, T Hasegawa (1967), The zinc oxide-copper catalyst for carbon monoxide-shift conversion I The dependency of the catalytic activity on the chemical composition of the catalyst, Bulletin of Chemical Society Japan 40, pp 1981–1986 25 J.A Rodriguez, P Liu, X Wang, W Wen, J Hanson, J Hrbek, M Pe´rez, J Evans (2009), Water-gas shift activity of Cu surfaces and Cu nanoparticles supported on metal oxides, Catalysis Today143, pp 45 – 50 26 K Zhi, Q.-S Liu, Y.-G Zhang, S He, R He (2010), Effect of precipitator on the texture and activity of copper-manganese mixed oxide catalysts for the water gas shift reaction, Joural of fuel Chemistry and Technology 38, (4), pp 445– 451 27 L Zhang, X Wang, J.-M M Millet, P H Matter, U S Ozkan (2008), Investigation of highly active Fe-Al-Cu catalysts for water-gas shift reaction, Apply Catalysis A : General351, (1), pp.1–8 28 M C Rangel, G C Araujo (2000), An environmental friendly catalyst for the high temperature shift reaction, Studiesin SurfaceScienceand Catalysis130, pp 1601–1606 29 N Thouchprasitchai, A Luengnaruemitchai, S Pongstabodee (2013), Water-gas shift reaction over Cu-Zn, Cu-Fe, and Cu-Zn-Fe composite-oxide catalysts prepared by urea-nitrate combustion, Journal of Industry and Engineering Chemistry 19, (5), pp 1483–1492 94 Luận văn Thạc sỹ KTHH Lý Mạnh Quân 30 Nabil H Amin, Laila I Ali, Sahar A El – Molla, Anwer A Ebrahim, Hala R Mahmoud(2011), Effect of Fe2O3 precursors on physicochemical anh catalytic properties of CuO/ Fe2O3 system, Arabian Journal of Chemistry, King Saud University 31 Qi Fu, Svetlana Kudriavtseva, Howard Saltsburg, Maria Flytzani- Stephanopoulos (2003), Gold–ceria catalysts for low-temperature water-gas shift reaction, Chemical Engineering Journal 93, pp 41- 53 32 Q Li, W Ma, R He, Z Mu (2005), Reaction and characterization studies of an industrial Cr-free ironbased catalyst for high-temperature water gas shift reaction, Catalysis Today 106, pp 52–56 33 Sitichai Natesakhawat, Xueqin Wang, Lingzhi Zhang, Umit S Ozkan (2006), Development of chromium-free iron-based catalysts for high-temperature watergas shift reaction, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 260, (1,2), pp 82–94 34 T Tabakova, V Idakiev, G Avgouropoulos, J Papavasiliou, M Manzoli, F Boccuzzi, T Ioannides (2013), Highly active copper catalyst for lowtemperature water-gas shift reaction prepared via a Cu-Mn spinel oxide precursor, Applied Catalysis A: General 451, PP 184 – 191 35 T Shishido, M Yamamoto, I Atake, D Li, Y Tian, H Morioka, M Hondac, T Sano, K Takehira (2006), Cu/Zn-based catalysts improved by adding magnesium for water-gas shift reaction, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 253, (1,2), pp 270–278 36 Vijay M Shinde, Giridhar Madras (2012), Water gas shift reaction over multicomponent ceria catalysts, Applied Catalysis B: Environmental123-124, pp 367 – 368 37 Xingyi Lin, Rule Li, Yong Zhang, Yingying Zhan, Chongqi Chen, Qi Zheng,Juntao Ma (2015), The role of surface copper species in Cu-Fecomposite oxide catalysts for the watergas shiftreaction, International Journal of Hydrogen Energy 40, pp 1735 – 1741 95 Luận văn Thạc sỹ KTHH Lý Mạnh Quân 38 X Du, Z Yuan, L Cao, C Zhang, S Wang (2008), Water gas shift reaction over Cu-Mn mixed oxides catalysts: effects of the third metal, Fuel Processing Technolgy 89, pp.131–138 39 Yongming Luo, Ran Chen, Wen Peng, Guangbei Tang, Xiaoya Gao (2017), Inverse CeO2 - Fe2O3 catalyst for superior low-temperature CO conversion efficiency, Applied Surface Science 416, pp 911 – 917 40 Y Tanaka, T Utaka, R Kikuchi, K Sasaki, K Eguchi (2003), Water gas shift reaction over Cubased mixed oxides for CO removal from the reformed fuels, Applied Catalysis A: General 242, (2), pp 287–295 96 ... [37] tổng hợp xúc tác Fe- Cu cho phản ứng chuyển hóa CO nhiều phương pháp khác sol –gel, đồng kết tủa, trộn học, phản ứng pha rắn… qua nghiên cứu tác giả tổng hợp xúc tác Fe- Cu phương pháp đồng kết. .. phản ứng chuyển hóa CO, có hai hướng nghiên cứu là, điều chế xúc tác dùng cho phản ứng chuyển hóa CO nhiệt độ cao, hai hướng nghiên cứu điều chế xúc tác cho phản ứng chuyển hóa CO nhiệt độ thấp Tuy... - LÝ MẠNH QUÂN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP XÚC TÁC HỆ OXIT FE- CU DÙNG CHO PHẢN ỨNG CHUYỂN HÓA CO Ở NHIỆT ĐỘ THẤP BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒNG KẾT TỦA LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG