Nghiên cứu tìm phương pháp tối ưu để chế tạo xúc tác hydrotalcit lưỡng chức theo định hướng mao quản trung bình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ TỰ DUY - LÊ TỰ DUY KỸ THUẬT HĨA HỌC NGHIÊN CỨU TÌM PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU ĐỂ CHẾ TẠO XÚC TÁC HYDROTALCIT LƯỠNG CHỨC THEO ĐỊNH HƯỚNG MAO QUẢN TRUNG BÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KHÓA 2017B KỸ THUẬT HÓA HỌC Hà Nội – Năm 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ TỰ DUY NGHIÊN CỨU TÌM PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU ĐỂ CHẾ TẠO XÚC TÁC HYDROTALCIT LƯỠNG CHỨC THEO ĐỊNH HƯỚNG MAO QUẢN TRUNG BÌNH Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Khánh Diệu Hồng Hà Nội – Năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa công bố hình thức Tơi xin cam đoan rằng, thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc giúp đỡ trình thực luận văn cảm ơn Tác giả Lê Tự Duy LỜI CẢM ƠN Tơi xin tỏ lịng biết ơn tới PGS TS Nguyễn Khánh Diệu Hồng hướng dẫn tận tình mặt khoa học, truyền đạt kinh nghiệm chuyên môn, phương pháp nghiên cứu khoa học, để tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Đồng thời xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Viện Kỹ thuật Hóa học, Bộ mơn Cơng nghệ Hữu Hóa dầu tạo điều kiện thuận lợi suốt thời gian học tập nghiên cứu trường ĐHBK Hà Nội Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Tác giả Lê Tự Duy MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .1 LỜI CẢM ƠN .2 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG LỜI MỞ ĐẦU .9 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT .10 1.1 GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU MQTB VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO 10 1.1.1 Giới thiệu chung vật liệu MQTB 10 1.1.2 Phân loại vật liệu mao quản .12 1.1.3 Cấu trúc số loại vật liệu mao quản .12 1.1.4 Các phương pháp tổng hợp vật liệu dạng MQTB 15 1.1.5 Một số phương pháp loại bỏ khung tạo cấu trúc vật liệu MQTB 17 1.2 GIỚI THIỆU VỀ HYDROTALCIT 18 1.2.1 Giới thiệu vật liệu hydrotalcit ứng dụng 18 1.2.2 Xúc tác sở hydrotalcit 20 1.3 GIỚI THIỆU VỀ XÚC TÁC HYDROTALCIT MQTB (CÒN GỌI LÀ MESO HYROTALCIT) 24 1.3.1 Khái niệm xúc tác meso hydrotalcit 24 1.3.2 Đặc tính xúc tác meso hydrotalcit .24 1.3.3 Các phương pháp chế tạo xúc tác 24 1.3.4 Tình hình nghiên cứu meso hydrotalcit giới Việt Nam 27 1.4 GIỚI THIỆU VỀ Q TRÌNH DECACBOXYL HĨA 28 1.4.1 Cơ chế phản ứng decacboxyl hóa 28 1.4.2 Nguyên liệu cho trình 30 1.4.3 Tình hình nghiên cứu trình hydrocracking decacboxy hóa tạo nhiên liệu xanh 38 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 2.1 TỔNG HỢP XÚC TÁC HYDROTALCIT DẠNG MQTB 40 2.1.1 Dụng cụ hóa chất sử dụng 40 2.1.2 Chế tạo xúc tác meso hydrotalcit dạng ba thành phần Mg-Al-Co 41 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP THAY ĐỔI KÍCH THƯỚC MAO QUẢN 42 2.2.1 Thay đổi phương pháp tách chất tạo cấu trúc 42 2.2.2 Thay đổi chất tạo cấu trúc 43 2.3 PHẢN ỨNG DECACBOXYL HÓA DẦU JATROPHA THU HYDROCACBON XANH .44 2.3.1 Thực phản ứng decacboxyl hóa dầu jatropha 44 2.3.2 Các phương pháp xác định tính chất dầu jatropha sản phẩm q trình decacboxyl hóa 45 2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CỦA XÚC TÁC 49 2.4.1 Phương pháp XRD 49 2.4.2 Phương pháp hấp phụ - nhả hấp phụ nitơ (BET) .51 2.4.3 Ảnh TEM 54 2.4.4 Phương pháp khử hấp phụ NH3 CO2 theo chương trình nhiệt độ (TPD - NH3 TPD - CO2 ) 54 2.4.5 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 55 2.4.6 Phương pháp sắc ký khối phổ (GC-MS) 55 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 57 3.1 TỔNG HỢP XÚC TÁC MESO HYDROTALCIT BA THÀNH PHẦN KIM LOẠI 57 3.1.1 Xác định cấu trúc hydrotalcit ba thành phần kim loại Mg-Al-Co 57 3.1.2 Nghiên cứu điều khiển kích thước meso hydrotalcit .64 3.2 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN DẦU JATROPHA 68 3.2.1 Một số tính chất hóa lý dầu jatropha 68 3.2.2 Kết phân tích thành phần dầu jatropha .68 3.3 KHẢO SÁT Q TRÌNH DECACBOXYLL HĨA DẦU JATROPHA THU HYDROCACBON XANH .70 KẾT LUẬN .75 TÀI LIỆU THAM KHẢO .76 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BET Brunauer–Emmett–Teller (tên lý thuyết hấp phụ chất khí bề mặt rắn) IUPAC The International Union of Pure and Applied Chemistry (Liên minh Quốc tế Hóa học túy Hóa học ứng dụng) MQTB Mao quản trung bình HT Hydrotalcit MHT Mesohydrotalcit GC-MS GC/MS_Gas Chromatography Mass Spectometry (Sắc kí ghép khối phổ) XRD X-Ray Diffraction (nhiễu xạ tia X) SEM Scanning Electron Microscope (Kính hiển vi điện tử quét) TEM Transmission electron microscopy (Kính hiển vi điện tử truyền qua) TPD-NH3 Temperature-Programmed Desorption NH3 (Giải hấp phụ NH3) TPD-CO2 Temperature-Programmed Desorption CO2 (Giải hấp phụ CO2) CTAB Hexadecyltrimethylammonium bromide DTAB Dodecyltrimethylammonium bromide DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Phân loại kích thước vật liệu mao quản 10 Hình 1.2: Một số dạng cấu trúc vật liệu MQTB 12 Hình 1.3: Cấu trúc mao quản lục lăng MCM-41 13 Hình 1.4.: Cấu trúc lập phương tâm mặt KIT-5 13 Hình 1.5: Cấu trúc không gian MCM-48 14 Hình 1.6: Cơ chế hình thành khung cấu trúc tinh thể lỏng .15 Hình 1.7: Cơ chế hình thành khn mẫu cứng 17 Hình 1.8: Cấu trúc vật liệu hydrotalcit 19 Hình 1.9: Độ chuyển hóa phản ứng reforming CH4 chuyển hóa CO2 xúc tác hydrotalcit khác thay đổi điều kiện phản ứng sản xuất khí tổng hợp .23 Hình 1.10: Cơ chế hình thành sol – gel .25 Hình 1.11: Phản ứng decacboxyl hóa decacbonyl hóa axit oleic (1) tristearin (31) 28 Hình 1.12: Phản ứng decacboxyl hóa axit béo 29 Hình 1.13: Phản ứng phân hủy triglyxerit theo chế -khử 29 Hình 1.14: Phản ứng phân hủy triglyxerit theo chế trao đổi γ-hydro 30 Hình 1.15: Phản ứng phân hủy triglyxerit tạo axit cacboxylic, keten acrolein 30 Hình 1.16: Cây hạt jatropha 33 Hình 1.17: Dầu jatropha 34 Hình 2.1: Dụng cụ điều chế xúc tác dạng meso hydrotalcit Mg-Al-Co 40 Hình 2.2: Dụng cụ trích ly để loại bỏ khung chất tạo cấu trúc 42 Hình 2.3: Thiết bị thực phản ứng decacboxyl hóa dầu jatropha 45 Hình 2.4: Sơ đồ tia tới tia phản xạ tinh thể 50 Hình 2.5: Các dạng đường đẳng nhiệt hấp phụ 53 Hình 3.1: Giản đồ XRD góc hẹp xúc tác hydrotalcit 57 Hình 3.2: Giản đồ XRD góc rộng xúc tác meso hydrotalcit 58 Hình 3.3: Đường đẳng nhiệt hấp phụ - giải hấp xúc tác meso hydrotalcit ba thành phần kim loại Mg-Al-Co 59 Hình 3.4: Đường phân bố mao quản theo bề mặt riêng xúc tác meso hydrotalcit ba thành phần Mg-Al-Co 60 Hình 3.5: Ảnh SEM xúc tác meso hydrotalcit 61 Hình 3.6: Ảnh TEM xúc tác meso hydrotalcit 61 Hình 3.7: Giản đồ TPD-NH3 xúc tác meso hydrotalcit 62 Hình 3.8: Giản đồ TPD-CO2 xúc tác hydrotalcit 63 Hình 3.9: Đường đẳng nhiệt hấp phụ - giải hấp xúc tác meso hydrotalcit thay đổi phương pháp tách chất tạo cấu trúc 64 Hình 3.10: Đường phân bố mao quản theo bề mặt riêng xúc tác meso hydrotalcit thay đổi phương pháp tách chất tạo cấu trúc 65 Hình 3.11: Đường đẳng nhiệt hấp phụ - giải hấp xúc tác meso hydrotalcit với chất tạo cấu trúc DTAB 66 Hình 3.12: Đường phân bố mao quản theo bề mặt riêng xúc tác meso hydrotalcit với chất tạo cấu trúc DTAB 67 Hình 3.13: Kết GC dầu jatropha 69 Hình 3.14: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất thu phân đoạn diesel 71 Hình 3.15: Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất thu phân đoạn diesel 71 Hình 3:16: Ảnh hưởng hàm lượng xúc tác, % khối lượng đến hiệu suất thu phân đoạn diesel 72 Hình 3.17: Ảnh hưởng tốc độ khuấy trộn đến hiệu suất thu phân đoạn diesel 72 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Một số loại vật liệu dạng MQTB thông số 14 Bảng 1.2: Sự thay đổi diện tích bề mặt riêng độ chuyển hóa rượu benzylic thay đổi hàm lượng Ni xúc tác 22 Bảng 1.3: Thành phần chung axit béo dầu jatropha 35 Bảng 1.4: Thành phần axit béo dầu jatropha gốc từ Malaysia so với loại dầu khác (%) 35 Bảng 3.1: Một số tính chất hóa lý dầu jatropha 68 Bảng 3.2: Thành phần gốc axit béo dầu jatropha 69 Bảng 3.2: Kết nghiên cứu q trình decaboxyl hóa dầu jatropha 70 Bảng 3.4: Thành phần hóa học phân đoạn có nhiệt độ sôi từ 200-360oC 73 b Thay đổi chất tạo cấu trúc Sử dụng chất tạo cấu trúc DTAB thay cho CTAB; kết thu vật liệu hydrotalcit có đặc trưng hóa lý thể sau: Hình 3.11: Đường đẳng nhiệt hấp phụ - giải hấp xúc tác meso hydrotalcit với chất tạo cấu trúc DTAB 66 Hình 3.12: Đường phân bố mao quản theo bề mặt riêng xúc tác meso hydrotalcit với chất tạo cấu trúc DTAB Từ kết đo BET cho thấy xúc tác meso hydrotalcit giữ dạng vật liệu MQTB với kích thước mao quản đo khoảng 40Å Với phương pháp sử dụng chất tạo cấu trúc DTAB kích thước mao quản thay đổi đáng kể, kết luận sử dụng chất tạo cấu trúc có mạch cacbon ngắn khiến kích thước mao quản thu hẹp, điều phù hợp với định hướng nghiên cứu đề tài  Từ tính chất cải thiện phù hợp với q trình decacboxyl hóa nên xúc tác điều chế từ chất tạo cấu trúc DTAB với kích thước mao quản khoảng 40Å chọn để thực nghiệm phản ứng với dầu jatropha thu hydrocacbon 67 3.2 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN DẦU JATROPHA 3.2.1 Một số tính chất hóa lý dầu jatropha Dầu jatropha thuộc loại nguyên liệu hệ thứ hai, sử dụng phổ biến để sản xuất biodiesel, ứng dụng dầu trình tổng hợp nhiên liệu xanh chưa quan tâm nhiều Do nghiên cứu nằm hướng nhóm, ứng dụng xúc tác meso hydrotalcit trình decacboxyl hóa dầu jatropha Tính chất thành phần hóa học dầu xác định bảng 3.1 bảng 3.2 Bảng 3.1: Một số tính chất hóa lý dầu jatropha STT Tính chất Phép thử Giá trị Tỷ trọng D 1298 0,9098 Điểm rót, oC D 97 -11,6 Độ nhớt động học 40oC, cSt D 445 55,7 Chỉ số axit, mg/g D 664 12,6 Chỉ số xà phòng, mg/g D 464 192,2 Chỉ số iot, g/100 g D 5768 132,3 Hàm lượng nước, mg/kg D 95 233,6 Màu Quan sát Trong suốt, vàng nhạt Từ bảng 3.1 thấy, số iot dầu jatropha cao (132,3 g/100g), chứng tỏ dầu hàm lượng hợp chất không no tương đối lớn Với điều kiện thực tế động vận hành nhiệt độ cao, hợp chất không no dễ dàng bị polime hóa dẫn đến việc hình thành cặn Bên cạnh đó, số tiêu khác dầu jatropha độ nhớt động học 40oC, số xà phịng, hàm lượng nước cao, dầu jatropha cần phải trải qua trình nâng cấp decacboxyl hóa sử dụng để làm nhiên liệu 3.2.2 Kết phân tích thành phần dầu jatropha Thành phần chất có dầu jatropha xác định thộng qua phương pháp GC-MS Kết thu thể hình 3.13 bảng 3.2 68 RT: 0.00 - 35.97 15.17 14.61 100 NL: 1.19E8 TIC F: MS ME_Toan1_16022911 1049 95 90 85 80 75 70 Relative Abundance 65 60 55 50 10.02 45 15.91 40 35 30 25 20 15 23.28 10 6.23 9.45 2.52 3.97 7.87 0 17.49 12.62 10 15 21.98 20 Time (min) 31.71 35.93 26.40 25 30 35 Hình 3.13: Kết GC dầu jatropha Bảng 3.2: Thành phần gốc axit béo dầu jatropha STT Thời gian lưu, ph Các gốc axit Hàm lượng, % 3.97 Undecanoic 0,04 6.23 9-Hexadecenoic 0,25 9.45 Hexadecanoic 0,44 10.01 11-Hexadecenoic 9,36 11.85 Heptadecanoic 0,09 12.62 8,11-Octadecadienoic 0,15 14.61 9,12-Octadecadienoic 23,77 14.81 9-Octadecenoic 22,66 15.15 Octadecanoic 32,45 10 15.90 9,11-Octadecadienoic 8,46 11 16.32 7,10-Octadecadienoic 0,02 12 17.49 11-Eicosenoic 0,22 13 21.99 Eicosanoic 0,46 69 14 23.28 9,12,15-Octadecatrienoic 1,58 14 26.40 Heptadecatriynoic 0,05 Thành phần gốc axit béo dầu jatropha chứa nhiều loại khơng no có số ngun tử C nằm đa số phân đoạn diesel Do đó, với q trình decacboxyl hóa có độ chọn lọc tốt, sản phẩm phân đoạn diesel xanh 3.3 KHẢO SÁT Q TRÌNH DECACBOXYLL HĨA DẦU JATROPHA THU HYDROCACBON XANH Khảo sát q trình decacboxyl hóa dầu jatropha thu hydrocacbon xanh thông số điều kiện khác nhau, kết thu bảng 3.3 Bảng 3.3: Kết nghiên cứu q trình decaboxyl hóa dầu jatropha Giá trị 300 350 400 450 Nhiệt độ, oC Hiệu suất phân đoạn từ 200-360oC, % 43.0 52.0 57.6 63.4 Giá trị 1.5 2.5 Thời o gian, h Hiệu suất phân đoạn từ 200-360 C, % 48.9 59.4 64.2 67.2 Lượng Giá trị 3.5 4.5 xúc tác nạp Hiệu suất phân đoạn từ 200-360oC, % 50.4 58.7 64.4 68.2 vào, % Tốc độ Giá trị 200 300 400 600 khuấy, Hiệu suất phân đoạn từ 200-360oC, % 54.4 57.7 63.1 68.4 rpm 500 61.2 63.9 67.6 800 68.6 Hình 3.14  3.17 cho thấy thay đổi thông số hiệu suất phân đoạn có nhiệt độ sơi từ 200-360oC Có thể quan sát thấy hiệu suất thu phân đoạn tương tự diesel cao thay đổi thông số điều kiện, từ chọn giá trị thơng số điều kiện thích hợp cho q trình decacboxyl hóa dầu jatropha 70 Hiệu suất, % 68 63 58 53 48 43 300 350 400 450 500 Nhiệt độ, oC Hình 3.14: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất thu phân đoạn diesel Hiệu suất, % 73 68 63 58 53 48 1.2 1.4 1.6 1.8 2.2 2.4 2.6 2.8 Thời gian, h Hình 3.15: Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất thu phân đoạn diesel 71 75 Hiệu suất, % 70 65 60 55 50 3.2 3.4 3.6 3.8 4.2 4.4 4.6 4.8 Hàm lượng phụ gia, %KL Hình 3:16: Ảnh hưởng hàm lượng xúc tác, % khối lượng đến hiệu suất thu phân đoạn diesel 74 Hiệu suất, % 69 64 59 54 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 Tốc độ khuấy, rpm Hình 3.17: Ảnh hưởng tốc độ khuấy trộn đến hiệu suất thu phân đoạn diesel Khảo sát nghiên cứu, ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất phân đoạn diesel, hiệu suất phân đoạn diesel tăng mạnh nhiệt độ đạt đến 450oC sau từ từ giảm xuống, điều giải thích thơng qua chế nhiệt động Do q trình decacboxyl q trình thu nhiệt Do tăng nhiệt độ lên làm tăng vận tốc phản ứng trình [18] Trong giải nhiệt độ từ 300 – 450oC, phản ứng chủ yếu phản ứng decacboxyl hóa, phản ứng phụ cracking nhiệt phản ứng phân hủy nhiệt Tuy nhiên, Khi nhiệt độ phản ứng đạt 450oC, 72 phản ứng phụ trình gia tăng làm giảm hiệu suất phân đoạn diesel vốn hình thành chủ yếu từ q trình decacboxyl hóa Khi khảo sát ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất phân đoạn diesel thấy tương tự so với ảnh hưởng nhiệt độ, với hiệu suất đạt tối đa phản ứng Điều giải thích tương tự khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng thời gian phản ứng dài hiệu suất phân đoạn diesel giảm dần có phản ứng phụ cracking, phân hủy nhiệt xảy Bên cạnh đó, khảo sát ảnh hưởng hàm lượng xúc tác đến hiệu suất phân đoạn diesel, thấy hiệu suất phân đoạn diesel thu tăng tăng hàm lượng từ – 4.5% giá trị giữ ổn định tăng hàm lượng lên đến 5% Điều lý giải xúc tác khơng có hoạt tính cao mà cịn có tính chọn lọc, hiệu ứng động học phản ứng nhỏ đạt đến hàm lượng dư Cùng với đó, ảnh hưởng tốc độ khuấy cho thấy giống với khảo sát hàm lượng xúc tác thêm vào Tóm lại, hiệu suất phân đoạn tương tự diesel (từ 200 – 360oC) đạt cao khoảng 68% nhiệt độ 450oC, thời gian giờ, lượng xúc tác vào 4.5% với tốc độ khuấy 600 rpm Khi so sánh kết với kết khảo sát với xúc tác MHT nghiên cứu trước, hiệu suất cho thấy tăng lên đáng kể Sản phẩm phân đoạn tương tự diesel phân tích phương pháp GC-MS để xác định thành phần hóa học Các thành phần hóa học đưa bảng cho thấy phần lớn phân tử nằm phân đoạn diesel nhiên liệu Bảng 3.4: Thành phần hóa học phân đoạn có nhiệt độ sôi từ 200-360oC STT Tên hợp chất Công thức hóa học Hàm lượng, % 1-Tridecene C13H26 2,11 Tridecane C13H28 7,48 1-Tetradecene C14H28 6,90 Tetradecane C14H30 3,75 Pentadecane C15H32 9,89 73 n-Nonylcyclohexan C15H30 1,59 7-hexadecene C16H32 3,83 8-hexadecene C16H32 5,43 Hexadecene C16H32 6,28 10 6.9-heptadecadien C17H32 3,80 11 8-Heptadecene C17H34 5,76 12 Hexadecane C16H34 10,82 13 1-Heptadecene C17H34 2,15 14 Heptadecane C17H36 8,73 15 Octadecane C18H38 1,4 16 Nonadecane C19H40 8,92 17 Eicosane C20H42 9,21 18 1-Eicosene C20H40 0,65 19 10-Heneicosene (c.t) C21H42 0,49 20 1-Nonadecanol C10H22O 0,37 21 Hexahydropyridine.1-methyl-… … 0,44 Tóm lại, việc hầu hết hợp chất có sản phẩm hydrocacbon chứng minh hoạt tính độ chọn lọc cao xúc tác meso hydrotalcit phản ứng decacboxyl hóa dầu jatropha Tổng hàm lượng hydrocacbon lên tới 99%, hydrocacbon no chiếm 49,38%, hydrocacbon khơng no chiếm 49,81% Với hàm lượng hydrocacbon không no cao, phân đoạn hydrocacbon cần phải có phụ gia thích hợp, đặc biệt phụ gia tăng độ ổn định, chống oxy hóa, có khả đáp ứng tiêu chuẩn cho nhiên liệu diesel 74 KẾT LUẬN Chế tạo thành công xúc tác meso hydrotalcit theo phương pháp đồng ngưng tụ – bay từ tiền chất Mg(NO3)2.6H2O, Al2(SO4)3.18H2O, CoCl2.6H2O Bằng phương pháp hóa lý phù hợp, xác định xúc tác có cấu trúc dạng MQTB với bề mặt riêng lớn (277 m2/g), đường kính mao quản tập trung khoảng 130Å Điều khiển kích thước mao quản cách thay đổi phương pháp tách chất tạo cấu trúc từ phương pháp nung sang phương pháp trích ly với metanol 60oC 24h, thu xúc tác có kích thước mao quản giảm xuống cịn khoảng 95Å Điều khiển kích thước mao quản cách thay đổi chất tạo cấu trúc từ CTAB thành DTAB với điều kiện chế tạo tương tự với CTAB Thu xúc tác có kích thước mao quản giảm đáng kể, đạt khoảng 40Å Khảo sát điều kiện cho trình decacboxyl hóa dầu jatropha xúc tác meso hydrotalcit có mao quản 40 Å cho thấy, hiệu suất thu phân đoạn tương tự diesel cao đạt khoảng 68% Các điều kiện hợp lý bao gồm nhiệt độ 450oC, thời gian phản ứng giờ, hàm lượng xúc tác 4.5% khối lượng tốc độ khuấy 600 rpm Thành phần hóa học phân đoạn sản phẩm có khoảng nhiệt độ sôi từ 200-360oC chứa chủ yếu hydrocacbon nằm phân đoạn diesel 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO Akira Taguchi, Ferdi Schuth, Ordered mesoporous materials in catalysis, Microporous and Mesoporous Materials, Vol 77, 1-45, 2002 D L Xu, H Song, L Chou, Ordered mesoporous MgO - Al2O3 composite oxides supported Ni based catalysts for CO2 reforming of CH4: Effects of basic modifier and mesopore structure, International journal of hydrogen energy, Vol.38, 7307 – 7325, 2013 Daiyu Song, BoLub, Yihang Guoa,, Jiyan Lengc Arylsulfonic acid functionalized hollow mesoporous carbon spheres for efficient conversion of levulinic acid or furfuryl alcohol to ethyl levulinate Applied Catalysis B: Enviroment 2015 Dominik Rutz, Rainer Rassen, Biofuel technology handbook, 76-78, 2007 Emil Akbar, Zahira Yaakob, Siti Kartom Kamarudin, Manal Ismail, Jumat Salimon, Characteristic and Composition of Jatropha Curcas Oil Seed from Malaysia and its Potential as Biodiesel Feedstock Feedstock , European Journal Enrico Vonghia, David G B Boocock, Samir K Konar, and Anna Leung, Pathways for the Deoxygenation of Triglycerides to Aliphatic Hydrocarbons over Activated Alumina, Energy & Fuels, Vol.9, 1090-1096, 1995 F Cavani, F Trifirb, A.Vaccari, Hydrotalcite-Type Anionic Clays:Preparation, Properties and Applications, Catalysis today, 173-301, 1999 Firouzi, A.; Atef, F.; Oertli, A G.; Stucky, G D and Chmelka, B F, Alkaline Lyotropeak Silicate – Surfactant Liquid Crystals, J Am Chem Soc., 119, 3596 – 3610 1997 Gongde Wua, Xiaoli Wanga, Junping Li, Ning Zhao, Wei Wei and Yuhan Sun, Mesoporous calcined Mg-Al hydrotalcites as catalysts for synthesis of propylene glycol, Mesostructured Materials, 773-776, 2007 10 Guilherme de Souza, Nilson Romeu Marcilio, Oscar William Perez-Lopez, Dry Reforming of Methane at Moderate Temperatures Over Modified Co-Al Coprecipitated Catalysts, Materials Research, Vol.17, No.4, 1047-1055, 2014 76 11 Hyun-Young Oh, Jong-Ho Park, Young-Woo Rhee, Jong-Nam Kim, Decarboxylation of naphthenic acid using alkaline earth metal oxide, Journal of Industrial and Engineering Chemistry 17, 788–793, 2011 12 Hoàng Linh Lan, Nguyễn Đình Dương, Đỗ Tuấn Huỳnh, Nguyễn Khánh Diệu Hồng Tổng hợp xúc tác axit rắn sở ZSM-5 ứng dụng trình cracking dầu ăn thải thu nhiên liệu xanh Tạp chí Hóa học ứng dụng, số 1(11), Tr 47-49, (2012) 13 Hoàng Ngọc Dũng, Đinh Thị Ngọ (2013) Nghiên cứu tổng hợp xúc tác dạng hydrotalxit, ứng dụng cho phản ứng decacboxyl hóa dầu dừa thu nhiên liệu kerosen sinh học Tạp chí Hóa học, T51 (4AB),P 386-392 14 Hồng Ngọc Dũng, Lê Đình Khiêm, Phạm Năng Cường, Trần Quang Biển, Nguyễn Văn Bình, Lê Văn Hoan,Nguyễn Khánh Diệu Hồng (2014) Nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng xúc tác dạng hydrotalcite kim loại Mg-Ni-Al, ứng dụng cho q trình decacboxyl hóa dầu dừa thu hydrocacbon Tạp chí Hóa học & Ứng dụng Số (26), tr 24-28 15 Hong Khanh Dieu Nguyen, Hung Van Nguyen, Duc Sy Dao, Lan Linh Hoang (2017) Preparation and characterization of ordered mesoporous Mg–Al–Co hydrotalcite based catalyst for decarboxylation of jatropha oil J Porous Mater, Vol 24, p731-740 16 H Enterría, F Srez-García, A Martínez-Alonso, J.M.D Tascón, Synthesis of ordered micro–mesoporous carbons by activation of SBA-15 carbon replicas, Microporous and Mesoporous Materials, Vol.151, 390–396, 2012 17 Iva Kubickova, Mathias Snare, Kari Eranen, Paivi Maki-Arvela, Dmitry Yu Murzin, Hydrocarbons for diesel fuel via decarboxylation of vegetable oils, Catalysis Today 106,197–200, 2005 18 Junjie Bian, Yue Wang, Qi Zhang, Xudong Fang, Lijuan Fenga, Chunhu Lia, Fatty acid decarboxylation reaction kinetics and pathway of co-conversion with amino acid on supported iron oxide catalysts, RSC Adv., 2017, 7, 47279-47287 DOI: 10.1039/C7RA08507A 77 19 Min-Hua Zong, Wen-Yong Lou, Thomas J.Smith,Hong Wu Preparation of a sugar catalyst and its use for highly efficient production of biodiesel Green Chemistry, 2006 20 Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Hoàng Ngọc Dũng, Nghiên cứu tổng hợp đặc trưng hệ xúc tác hydrotalcit hai thành phần Mg-Al cho phản ứng decacboxyl hóa dầu dừa thu hydrocacbon,Tạp chí khoa học công nghệ 52, 755-764, 2014 21 Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Võ Đức Anh, Lê Thị Hồng Ngân, Phan Tố Nga (2013) Nghiên cứu tổng hợp xúc tác sở SAPO ứng dụng cho trình cracking cặn béo thải thu nhiên liệu xanh, Tạp chí dầu khí, Hội nghị KH CN, pp:705-715 22 Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Hoàng Ngọc Dũng (2014) Nghiên cứu tổng hợp đặc trưng hệ xúc tác hydrotalcite hai thành phần Mg-Al cho phản ứng decacboxyl hóa dầu dừa thu hydrocacbon.Tạp chí Khoa học Công nghệ Tập 52, số 6,, Tr 755-764 23 Nguyễn Hữu Phú, Tổng hợp vật liệu mao quản trung bình Si-SBA-15: Ảnh hưởng thời gian già hóa tới kích thước mao quản, Các báo cáo khoa học Hội nghị xúc tác hấp phụ toàn quốc lần thứ III, Huế, – 2005, trang 580 – 585 24 Nguyễn Văn Hùng, Nguyễn Khánh Diệu Hồng Study on decarbolation of jatropha oil over hydrotalcit based catalyst, Tạp chí Hóa học, số 54 (5e1,2), Tr 351355, 2016 25 Nguyễn Hữu Phú, Tổng hợp vật liệu mao quản trung bình Si-SBA-15: Ảnh hưởng thời gian già hóa tới kích thước mao quản, Các báo cáo khoa học Hội nghị xúc tác hấp phụ toàn quốc lần thứ III, Huế, – 2005, trang 580 – 585 26 Min-Hua Zong, Wen-Yong Lou, Thomas J.Smith,Hong Wu Preparation of a sugar catalyst and its use for highly efficient production of biodiesel Green Chemistry, 2006 27 Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Hoàng Ngọc Dũng, Đinh Thị Ngọ, Nghiên cứu tổng hợp hydrocacbon xanh từ dầu dừa phản ứng decacboxyl hóa, sử dụng xúc tác 78 sở hydrotalcit, Tạp chí Khoa học Công nghệ, Tập 52- số 5A Tr 273-283, 2014 28 Phạm Ngọc Ngun, Giáo Trình Kỹ Thuật Phân Tích Vật Lý, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội, 2004 29 Phạm Xuân Núi, Lê Đình Lý, Sử dụng copolime khối pluronic trình tổng hợp Me-SBA-16(ME: Al, Fe) Và đánh giá khả ứng dụng xử lý chất thải hữu công nghiệp,Trường Đại học Mỏ -Địa Chất Hà Nội, 2010 30 P.J.G Na, J K Han, Y.K Oh, J.H Park, T.S Jung, S.S Han, H.C Yoon, S.H Chung, Jong Nam Kim, Chang Hyun Ko, Decarboxylation of microalgal oil without hydrogen into hydrocarbon for the production of transportation fuel, Catalysis Today, Volume 185, Issue 1, 20 May 2012, Pages 313-317 31 Randall T Cygan, Jeffery A Greathouse, Hendrik Heinz, Andrey G Kalinichev, Molecular models and simulations of layered materials, J Mater Chem, 19, 2470-2481, 2009 32 S Prinetto, G Ghiotti, P Graffin, D Tichit, Synthesis and characterization of sol-gel Mg/Al and Ni/Al layered double hydroxides and comparison with coprecipitated samples, Microporous and Mesoporous Materials, 39, 229-247, 2000 33 S Kovandaa, T Grygar, V Dornicak, T Rojka, P Bezdicka, K Jiratova, Thermal behaviour of Cu–Mg–Mn and Ni–Mg–Mn layered double hydroxides and characterization of formed oxides, Applied Clay Science, 28 , 121– 136, 2005 34 Tomonori Kawabata, Yuriko Shinozuka, Yoshihiko Ohishi, Tetsuya Shishido, Ken Takaki, Katsuomi Takehira, Nickel containing Mg-Al hydrotalcite-type anionic clay catalyst for the oxidation of alcohols with molecular oxygen, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, Vol.236, 206-215, 2005 35 V Bridgwater (1996) Production of high grade fuels and chemicals from catalytic pyrolysis of biomass, Catal Today, 29, 285 36 Vicente Rives, María Angeles Ulibarri, Layered double hydroxides (LDH) intercalated with metal coordination compounds and oxometalates, Coordination Chemistry Reviews, Vol.181, 61–120, 1999 79 37 Võ Đức Anh, Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Ngô Quốc Tuấn (2014) Nghiên cứu trình cracking cặn béo thải sử dụng xúc tác sở SAPO-5, Tạp chí hóa học ứng dụng, 5, pp: 43-49 38 Xu Xiang, Halidou I Hima, Hui Wang, and Feng Li, Facile Synthesis and Catalytic Properties of Nickel-Based Mixed-Metal Oxides with Mesopore Networks from a Novel Hybrid Composite Precursor, Chem Mater, Vol.20, 1173-1182, 2008 39 X Alejandre, F Medina, X Rodriguez, P Salagre, J E Sueiras, Preparation and Activity of Cu–Al Mixed Oxides via Hydrotalcite-like Precursors for the Oxidation of Phenol Aqueous Solutions, Journal of Catalysis 188, 311–324, 1999 40 Yoshihiko Ohishi, Tomonori Kawabata, Tetsuya Shishido, Ken Takaki, Qinghong Zhang, Ye Wang, Kiyoshi Nomura, Katsuomi Takehira, Mg–Fe–Al mixed oxides with mesoporous properties prepared from hydrotalcite as precursors: Catalytic behavior in ethylbenzene dehydrogenation, Applied Catalysis A: General, Vol.288, 220-231, 2005 41 Zhenzi Jing, Hirotaka Maeda, Koji Ioku, and Emile H Ishida, Hydrothermal Synthesis of Mesoporous Materials from Diatomaceous Earth, AIChE Journal, Vol 53, No 8, 8/2007 80 ... luận văn ? ?Nghiên cứu tìm phương pháp tối ưu để chế tạo xúc tác hydrotalcit lưỡng chức theo định hướng mao quản trung bình? ?? với mục đích tìm điều kiện tối ưu cho trình chế tạo xúc tác hydrotalcit. .. DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ TỰ DUY NGHIÊN CỨU TÌM PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU ĐỂ CHẾ TẠO XÚC TÁC HYDROTALCIT LƯỠNG CHỨC THEO ĐỊNH HƯỚNG MAO QUẢN TRUNG BÌNH Chuyên... tính xúc tác tăng lên tái cấu trúc lại dung dịch nước nhiệt độ phòng Xúc tác sở hydrotalcit loại xúc tác thay xúc tác kim loại quý mang chất mang [36] Theo số nghiên cứu nhiều tác giả, xúc tác hydrotalcit