Tổng hợp và các tính chất đặc trưng của spinen niken nhôm trên nền oxit silic

bộ giáo dục tạo Trường đại học bách khoa hµ néi - luËn văn thạc sĩ khoa học tổng hợp Và tính chất ĐặC TRƯNG spinen niken-nhôm oxit silic ngành: công nghệ hoá học nguyễn thị kim dung Người h­íng dÉn khoa häc: TS Ngun kim ngµ hµ néi 2007 Mơc lơc Trang Lêi cam ®oan Mơc lơc Danh mục ký hiệu viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị Mở đầu1 Chương I: Tổng quan I.1 Các phương pháp tổng hợp spinen I.1.1.Giới thiệu chất xúc tác phức hợp spinen I.1.2 Các phương pháp tổng hợp spinen I.1.2.1 Phương pháp gốm truyền thống I.1.2.2 Phương pháp khuếch tán pha rắn vào pha lỏng tiến hành kết tủa pha rắn thứ hai I.1.2.3 Phương pháp đồng kết tủa I.1.2.4 Phương pháp kết tinh từ hỗn hợp nóng chảy I.1.2.5 Phương pháp phun nung I.1.2.6 Phương pháp đồng tạo phức I.1.2.7 Phương pháp sol-gel I.2 Khí NOx phương pháp xử lý khí NOx có môi trường I.2.1 Động hoá học hình thành NO I.2.2 Xúc tác chuyển hoá NOx I.2.2.1 Xóc t¸c ba h­íng I.2.2.2 Xóc t¸c khư chän läc b»ng amoniac I.2.2.3 Xóc t¸c khư chän läc hiđro cacbon I.3 ảnh hưởng kích thước hạt ®Õn tÝnh chÊt ho¸ lý cđa vËt liƯu I.3.1 C¸c tính chất hạt I.3.2 Mối quan hệ kích thước hạt số nguyên tử chứa hạt I.3.3 Độ rỗng thể tích tập hợp hạt I.3.4 Các phương pháp phân tích kích thước hạt I.4 Khảo sát hoạt tính hệ vật liệu xúc tác spinen/SiO2 Chương II - phương pháp nghiên cứu spinen II.1 Phương pháp phân tích nhiệt vi sai (DTA), nhiệt khối lượng (TGA) II.2 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) II.3 Phương pháp tử ngoại - khả kiến (UV - Vis) II.4 Phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) II.5 Phương pháp hấp phụ vật lý nitơ Chương III - thực nghiệm kết III.1 Mục đích nghiên cứu III.2 Tổng hợp xúc tác spinen NiAl2O4/SiO2 III.2.1 Lựa chọn xúc tác phương pháp tổng hợp III.2.2 Quá trình tổng hợp spinen III.2.2.1 Dụng cụ, hoá chất III.2.2.2 Qui trình tổng hợp spinen NiAl2O4/SiO2 III.2.3 Các thiết bị phân tích điều kiện nghiên cứu đặc trưng hoá lý vật liệu spinen III.2.3.1 Phân tích nhiệt vi sai (DTA), nhiệt khối lượng (TGA) III.2.3.2 Phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) III.2.3.3 Phân tích tử ngoại - khả kiến (UV - Vis) III.2.3.4 Phân tích bề mặt riêng BET III.3 Kết phân tích đặc trưng xúc tác III.3.1 Kết phân tích nhiệt vi sai (DTA), nhiệt khối lượng (TGA) III.3.2 Kết Phân tích nhiễu xạ tia X III.3.2.1 Nghiên cứu hình thành NiAl2O4/SiO2 theo nhiệt độ nung III.3.2.2 ảnh hưởng tỷ lệ mol Si đến hình thành spinen III.3.2.3 Quá trình hình thành spinen SiO2 lấy SiO2 từ nguồn nguyên liệu khác III.3.3 Kết phân tích tử ngoại - khả kiến (UV - Vis) III.3.3.1 ảnh hưởng nhiệt độ lên hình thành cấu trúc spinen III.3.3.2 ảnh hưởng tỷ lệ mol Si tới hình thành cấu trúc spinen III.3.4 Kết phân tích kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) III.3.5 Kết phân tích bề mặt riêng BET III.3.5.1 ảnh hưởng tỷ lệ mol tới diện tích bề mặt riêng chất xúc III.3.5.2 ảnh hưởng pH đến diện tích bề mặt riêng chất xúc tác Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục Trường Đại học Bách khoa Hà nội Luận văn thạc sĩ khoa học Mở đầu Một nhiệm vụ quan trọng hoá học đại thiết lập mối quan hệ cấu tạo tính chất chất với mục đích tổng hợp vật liệu có tính chất để đáp ứng phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật Trong thời đại nay, thời đại công nghiệp hoá đại hoá đất nước, việc tìm vật liệu điều vô quan trọng Vật liệu gốm vật liệu vô người tìm Nhờ có tính chất bền nhiệt, bền cơ, bền hoá, bề mặt riêng cao Ngày vật liệu gốm sử dụng nhiều đời sống người, ngành kinh tế quốc dân, quốc phòng Tính chất vật liệu gốm phụ thuộc vào thành phần, chất liên kết hoá học, cấu trúc tinh thể, phụ thuộc nhiều vào độ đồng kích thước hạt cđa nã Bét gèm lý t­ëng cã tÝnh ®ång nhÊt, độ tinh khiết hoá học cao, kích thước hạt 10-8m, kết tụ, phân bố kích thước hạt hẹp Việc đưa ion kim loại vào mạng oxit kim loại khác làm thay đổi tính chất oxit Chính oxit phức hợp kim loại có nhiều tính chất khác với oxit đơn Trong năm gần đây, việc tổng hợp ôxit phức hợp siêu mịn hướng nghiên cứu quan trọng hoá học chất rắn vô nhằm tạo vËt liƯu míi cã tÝnh chÊt ®iƯn, quang, tõ, bỊn nhiệt, bền cơ, bền hoá Tổ hợp tính chất mong muốn tạo chất xúc tác Sản phẩm gốm tổng hợp theo phương pháp gốm cổ truyền có độ đồng không cao, bề mặt riêng nhỏ[28] Một nhược điểm nung lâu nhiệt độ cao tốn nhiều lượng Trong năm gần đà có nhiều công trình nghiên cứu, khắc phục nhược điểm kỹ thuật gốm công bố tạp chí, hội nghị quốc gia quốc tế [49] Nguyễn Thị Kim Dung Khoá học 2005 - 2007 Trường Đại học Bách khoa Hà nội Luận văn thạc sĩ khoa học Có nhiều phương pháp dùng để tổng hợp oxit phức hợp Phương pháp đồng kết tủa, phương pháp đồng tạo phức, phương pháp phun nung, phương pháp sol-gel Trong phương pháp sol-gel đà thu hút ý nhà khoa học cho phép tổng hợp bột ôxit phức hợp có ®é tinh khiÕt, ®é ®ång nhÊt cao, kÝch th­íc h¹t mịn, độ hoạt tính cao Đặc biệt tổng hợp diễn nhiệt độ thấp so với kỹ thuật gốm cổ truyền nhiều nghiền Trong luận văn này, nghiên cứu tổng hợp tính chất đặc trưng spinen Niken-Nhôm ôxit silic dạng siêu mịn, ứng dụng để làm chất xúc tác trình xử lý khí thải NOx Nguyễn Thị Kim Dung Khoá học 2005 - 2007 Trường Đại học Bách khoa Hà nội Luận văn thạc sĩ khoa học Chương I: tổng quan I.1 phương pháp tổng hợp spinen I.1.1 Giới thiệu chất xúc tác phức hợp spinen: Spinen tên gọi hợp chất có công thức: AB2O4 Trong đó: A: Là cation hoá trị B: Là cation hoá trị Ví dụ hợp chất spinen: MgAl2O4, NiAl2O4, FeCr2O4 Mạng lưới spinen gồm ion oxi gói ghém đặc lập phương tâm mặt (Hình 1.1), cation A2+ B3+ xắp xếp vào hốc tứ diện bát diện ( hốc Td Oh) Mỗi tế bào mạng lưới gồm có phân tử AB2O4, nghĩa có lập phương bé tế bào Trong có 32 ion oxi, cation A 16 cation B Mỗi tế bào spinen cã 64 hèc Td vµ 32 hèc Oh, tỉng céng lµ 96 hèc, nh­ng chØ cã: 8+16= 24 cation NghÜa có 1/4 số hốc trống chứa cation, lại 3/4 hốc trống để không[13] Dựa vào phân bố cation A B vào hốc Td hay Oh, ta chia spinen làm loại: + Spinen thuận: Là loại spinen có cation A nằm hèc trèng Td, cßn 16 cation B n»m hốc trống Oh, ký hiệu: A[BB]O4 + Spinen nghịch: Là loại spinen có cation A nằm hốc trống Oh, 16 cation B phân làm 2: cation n»m vµo hèc trèng Td, cation n»m vµo hèc trèng Oh, ký hiƯu: B[AB]O4 + Spinen trung gian: Là loại có 24 cation phân bố cách thống kê vào hốc Td Oh, ký hiƯu: B1-xAx [A1-xB1+x]O4, víi < x rB 2+ 3+ , nghĩa xu chủ yếu spinen nghịch ®¶o (a) Tetrahedral (b) Octahedral Metal ion in tetrahedral site Metal ion in octahedral site Oxygen ion (c) a a Hình 1.1 : Mạng lưới tinh thể spinen + Cấu hình electron: Tuỳ vào cấu hình electron cation mà chúng thích hợp với kiểu phối trí định Ví dụ: Zn2+, Cd2+ có cấu hình 3d10 Nguyễn Thị Kim Dung Khoá học 2005 - 2007 Trường Đại học Bách khoa Hà nội Luận văn thạc sĩ khoa học chủ yếu chiếm hốc Td tạo thành spinen thuận, Fe2+, Ni2+ có cấu hình 3d6 3d8 chiếm hốc Oh tạo thành spinen nghịch + Năng lượng tĩnh điện: Năng lượng tĩnh điện mạng spinen tạo nên gần ion tạo thành cấu trúc spinen Sự phân bố cation A nằm vào hốc Td, cation B nằm vào hốc Oh thuận mặt lượng Bảng 1.1: Bảng tính chất số spinen[13]: Công thức Tinh thể a(A0) MgAl2O4 Lập phương 8,09 ZnAl2O4 nt CoAl2O4 ®é Gi·n d(g/cm3) T0nc 3,57 2135 0,593 75,3.104 8,09 7,5-8 4,58 1930 0,596 18,6.104 nt 0,1 >7 4,37 1960 11,7.104 NiAl2O4 nt 8,04 4,45 2020 36,4.104 MnAl2O4 nt FeCr2O4 nt MgCr2O4 nt 8,31 CoCr2O4 nt 8,31 NiCr2O4 nt MgFe2O4 nt 8,36 6,65 4,560 NiFe2O4 nt 8,35 5,340 MgCo2O4 nt MnV2O4 nt BeAl2O4 H×nh thoi 8,5 BaAl2O4 Lơc r¾n në.10 R9000C 4,12 >7 4,392 1780 0,9 4,492 2330 0,96 10,3.104 40,1.104 5,580 5,160 1750 1,15 25,1 51,3 4,960 8,52 3,720 1870 0,573 1820 phương Mg2TiO4 Lập >6 3,560 1,12 phương Nguyễn Thị Kim Dung Khoá học 2005 - 2007 Trường Đại học Bách khoa Hà nội Luận văn thạc sĩ khoa học I.1.2.Các phương pháp tổng hợp spinen Một nhiệm vụ hóa học đại thiết lập mối quan hệ cấu tạo tính chất chất Mục đích cuối tổng hợp vật liệu có tính chất tổ hợp tính chất mong muốn để thỏa mÃn không ngừng đòi hỏi phát triển khoa học kỹ thuật đời sống Trong chương giới thiệu sơ lược số phương pháp tổng hợp bột gốm phương pháp gốm truyền thống, phương pháp đồng kết tủa, phương pháp precursor hợp chất, phương pháp precursor dung dịch rắn cuối trình bày chi tiết phương pháp sol-gel I.1.2.1.Phương pháp gốm truyền thống: Vật liệu gốm vật liệu vô loài người tìm ra, ngày phát triển ứng dụng rộng rÃi, đặc biệt công nghiệp điện điện tử Phương pháp này, oxít phức hợp điều chế từ hỗn hợp oxit, cacbonat, muối khác Quá trình điều chế tiến hành sau: + Cân xác oxit, muối theo tỷ lệ mol + Nghiền mịn, trộn + Nén phối liệu với áp lực nén cao + Nung phèi liƯu ë nhiƯt ®é cao, cã sử dụng phụ gia khoáng hoá Qúa trình ép, nung lặp lặp lại nhiều lần để tăng tính đồng cho sản phẩm Phản ứng pha rắn xảy nung hỗn hợp bột oxit kim loại đà ép nhiệt độ cao (khoảng 2/3 nhiệt độ nóng chảy) Đó lý phương pháp gốm truyền thống gọi phản ứng trạng thái rắn Vật liệu oxide phức hợp nói chung vật liệu gốm nói riêng chế tạo phản ứng trạng thái rắn có ưu điểm giá thành rẻ công nghệ đơn giản nên áp dụng phổ biến Tuy nhiên phương pháp bộc lộ nhiều hạn chế tổng hợp vật liệu cao cấp cho lĩnh vực điện, điện tử, quang từ nơi mà chất lượng vật liệu yếu tố quan trọng hàng đầu Trong phương pháp phản Nguyễn Thị Kim Dung Khoá học 2005 - 2007 Trường Đại học Bách khoa Hà nội 60 Luận văn thạc sĩ khoa học So sánh hai mẫu xúc tác tổng hợp chất mang với tỷ lệ mol Si nung hai nhiệt độ khác nhau, lµ: (NiAl):Si = 1:6, nung ë 8000C (ký hiƯu H5) (NiAl):Si = 1:6, nung ë 9000C (ký hiƯu H6) Víi mẫu nung 8000C (mẫu H5), giản đồ UV-Vis ( H×nh 3.10) thÊy xt hiƯn pic: pic t­¬ng øng víi b­íc sãng 754,00 nm pic t­¬ng øng víi b­íc sãng 724,50 nm pic t­¬ng øng víi b­íc sãng 429,00 nm pic t­¬ng øng víi b­íc sãng 221,00 nm pic t­¬ng øng víi b­íc sóng 210,00 nm Các pic nằm khoảng b­íc sãng øng víi cÊu tróc cđa hèc O, nh­ vËy ë 8000C, spinen cã chÊt mang l¹i cã cÊu tróc cđa spinen nghÞch Víi mÉu nung ë 9000C (mÉu H6) ), giản đồ UV-Vis thấy xuất pic: pic t­¬ng øng víi b­íc sãng 640,50 nm pic t­¬ng øng víi b­íc sãng 556,50 nm pic t­¬ng øng víi b­íc sãng 410,00 nm pic t­¬ng øng víi b­íc sãng 382,50 nm pic t­¬ng øng víi b­íc sãng 305,00 nm Khi nung ë 9000C pic đà dịch chuyển phía bước sóng trung bình, pic nằm ë b­íc sãng cho cÊu tróc T víi c­êng ®é tương đối cao, pic lại cấu trúc O Như spinen hình thành trường hợp có cấu trúc mạng lưới spinen trung gian, Ni2+ phân bố hốc O nhiều III.3.3.2 ảnh hưởng tỷ lệ mol Si tới hình thành cấu trúc spinen Nguyễn Thị Kim Dung Khoá học 2005 - 2007 Trường Đại học Bách khoa Hà nội 61 Luận văn thạc sĩ khoa học Chúng tiến hành nghiên cứu ba mẫu cã tû lƯ mol Si kh¸c nh­ng cïng nung nhiệt độ 8000C : (NiAl):Si = 1:4, nung ë 8000C (ký hiÖu H3) (NiAl):Si = 1:6, nung ë 8000C (ký hiÖu H5) (NiAl):Si = 1:8, nung ë 8000C (ký hiệu H7) Giản đồ UV-Vis hình 3.11 cho kÕt qu¶ nh­ sau: MÉu H3 cã tû lƯ mol Si giản đồ xuất pic: pic t­¬ng øng víi b­íc sãng 724 nm, pic øng víi b­íc sãng 425 nm Pic cho cường độ yếu, không sắc nét, pic rõ nét hơn, cho cường độ mạnh Điều chứng tỏ ion Ni2+ phân bố hai hốc phân bố hốc T nhiều Đối với mÉu H5 cã tû lƯ mol Si lµ 6, ta thÊy cã pic xt hiƯn: pic t­¬ng øng víi b­íc sãng 754,00 nm pic t­¬ng øng víi b­íc sãng 724,50 nm pic t­¬ng øng víi b­íc sãng 429,00 nm pic t­¬ng øng víi b­íc sãng 221,00 nm pic t­¬ng øng víi b­íc sãng 210,00 nm pic nằm khoảng bước sóng øng víi cÊu tróc cđa hèc O, nh­ vËy ë 8000C víi mÉu xóc t¸c cã chÊt mang, spinen cã cÊu tróc cđa spinen nghÞch ë mÉu H7 cã tû lệ mol Si 8, giản đồ UV-Vis thấy cã pic xt hiƯn: pic t­¬ng øng víi b­íc sãng 779,00 nm pic t­¬ng øng víi b­íc sãng 728,00 nm pic t­¬ng øng víi b­íc sãng 428,00 nm Các pic có cường độ thuộc khoảng bước sóng giống pic 1,2 cđa mÉu H5 Nh­ vËy cã thĨ nãi r»ng tỷ lệ mol Si>6 hàm lượng chất mang nhiều hay không làm ảnh hưởng đến hình thành cấu trúc spinen Nguyễn Thị Kim Dung Khoá học 2005 - 2007 Luận văn thạc sĩ khoa học Cường độ phản xạ Trường Đại học Bách khoa Hà nội 62 Hình 3.11 Giản đồ UV-Vis mẫu H3-H5-H7 III.3.4 Kết phân tích kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) Hình 3.12 Kết phân tích TEM mẫu H2 T4 Kết phân tích TEM hình 3.15 cho thấy vật liệu spinen có cấu trúc lỗ xốp hình cầu hình khe, kích thước lỗ xốp vào khoảng 3-5nm, lỗ xốp phân bố đồng Nguyễn Thị Kim Dung Khoá học 2005 - 2007 Trường Đại học Bách khoa Hà nội 63 Luận văn thạc sĩ khoa học III.3.5 Kết phân tích bề mặt riêng BET III.3.5.1 ảnh hưởng nhiệt độ đến diện tích bề mặt riêng spinen Chúng tiến hành chụp bề mặt riêng hai mẫu xúc tác spinen SiO2, nung nhiệt độ 8000C, tỷ lệ mol Si khác nhau, ®ã lµ: (NiAl):Si = 1:4, nung ë 8000C (ký hiƯu H3) (NiAl):Si = 1:6, nung ë 8000C (ký hiÖu H5) Hình 3.13 Đường đẳng nhiệt hấp phụ ni tơ mẫu H3 Nguyễn Thị Kim Dung Khoá học 2005 - 2007 Trường Đại học Bách khoa Hà nội 64 Luận văn thạc sĩ khoa học Hình 3.14 Đường đẳng nhiệt hấp phụ ni tơ mẫu H5 Nguyễn Thị Kim Dung Khoá học 2005 - 2007 Trường Đại học Bách khoa Hà nội 65 Luận văn thạc sĩ khoa học Hình 3.15 Đường phân bố BJH mẫu H3 Hình3.16 Đường phân bố BJH mẫu H5 Trên giản đồ đường đẳng nhiệt hấp phụ nitơ mẫu spinen (Hình 3.16 3.17) cho thấy: Các đường đẳng nhiệt hai mẫu spinen tương ứng với dạng đường đẳng nhiệt kiểu IV theo phân loại IUPAC [] Các đường đẳng nhiệt đặc trưng vòng trễ, tương ứng với dạng đường trễ điển hình kiểu H4 đặc trưng cho mao quản hình khe theo phân loại De Boer [] Kết hình hình cho thấy đường đẳng nhiệt mẫu H5 có độ cao lớn so với mẫu H3 thay đổi hàm lượng chất mang đà làm thay đổi diện tích bề mặt riêng chất xúc tác, cụ thể hàm lượng chất mang nhiều bề mặt riêng chất xúc tác tăng Trên giản đồ khử hấp phụ BJH cho thấy (Hình 3.13 hình 3.14 ) Nguyễn Thị Kim Dung Khoá học 2005 - 2007 Trường Đại học Bách khoa Hà nội 66 Luận văn thạc sĩ khoa học mẫu H3, đường phân bố có pic nhất, sắc nét cực đại 38,4A0 Tương tự đường phân bố BJH mẫu H5 cho pic nhọn cực đại 44,7A0 Như chứng tỏ lỗ xốp spinen phân bố đồng kích thước lỗ xốp vào khoảng nm Kết phân tích ảnh TEM cho thấy kích thước lỗ xốp spinen vào khoảng 3-5 nm Bảng 3.3 Một số tính chất đặc trưng spinen Spinen SBET(m2/g) Thể tích lỗ xốp Đường kính lỗ VP, cm3/g xèp dP, nm H3 89,4 0,094 3,84 H5 93,32 0,124 4,47 III.3.5.2 ảnh hưởng pH đến diện tích bề mặt spinen Chúng tiến hành chụp bề mặt riêng hai mẫu xúc tác spinen SiO2, nung nhiệt độ 8000C, tỷ lệ mol Si tổng hợp pH khác nhau, ®ã lµ: (NiAl):Si = 1:6, nung ë 8000C (ký hiƯu H10), pH4 (NiAl):Si = 1:6, nung ë 8000C (ký hiÖu H5), pH1 Trên giản đồ đường đẳng nhiệt hấp phụ nitơ mẫu spinen (Hình 3.17) cho thấy: Các đường đẳng nhiệt hai mẫu spinen tương ứng với dạng đường đẳng nhiệt kiểu IV theo phân loại IUPAC [11] Các đường đẳng nhiệt đặc trưng vòng trễ, tương ứng với dạng đường trễ điển hình kiểu H4 đặc trưng cho mao quản hình khe theo phân loại De Boer [11] Trên giản đồ khử hấp phụ BJH cho thấy: mẫu H5, đường phân bố có pic nhất, sắc nét cực đại 44,7A0 Tương tự Nguyễn Thị Kim Dung Khoá học 2005 - 2007 Trường Đại học Bách khoa Hà nội 67 Luận văn thạc sĩ khoa học đường phân bố BJH cđa mÉu H10 cịng cho mét pic nhän nhÊt cực đại 30A0 Như chứng tỏ lỗ xốp spinen phân bố đồng kích thước lỗ xốp vào khoảng nm Bề mặt riêng BET mẫu H10 140 m2/g, cao h¬n so víi mÉu H5 rÊt nhiỊu Nh­ tăng giá trị pH dung dịch tổng hợp spinen từ lên bề mặt riêng spinen tăng lên nhiều Hình 3.17 Đường đẳng nhiệt hấp phụ nitơ mẫu H5-H10 Hình 3.17 Đường đẳng nhiệt hấp phụ nitơ mẫu H5-H10 Nguyễn Thị Kim Dung Khoá học 2005 - 2007 Trường Đại học Bách khoa Hà nội 68 Luận văn thạc sĩ khoa học Kết luận Luận văn tốt nghiệp với đề tài Nghiên cứu tổng hợp tính chất đặc trưng spinen Niken - Nhôm oxit Silic đà thu kết sau: VỊ lý thut: Giíi thiƯu vỊ tÝnh chÊt, øng dụng, vật liệu spinen phương pháp tổng hợp spinen Nêu tác hại khí NOx phương pháp xử lý khí NOx Nêu mối liên hệ kích thước hạt độ hoạt tÝnh cđa vËt liƯu xóc t¸c VỊ thùc nghiƯm: Tổng hợp vật liệu spinen NiAl2O4/SiO2 có bề mặt riêng cao phương pháp sol - gel Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến hình thành spinen NiAl2O4/SiO2 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc spinen NiAl2O4/SiO2 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến kích thước hạt phân bố lỗ rỗng hạt vật liệu Cuối thu kết sau: - Spinen tổng hợp theo phương pháp sol-gel với tỷ lệ mol KL/Si = 1/6, nung ë 8000C, pH1 cã mét sè tÝnh chất sau: + 8000C, spinen NiAl2O4/SiO2 hình thành tương đối hoàn chỉnh Nguyễn Thị Kim Dung Khoá học 2005 - 2007 Trường Đại học Bách khoa Hà nội 69 Luận văn thạc sĩ khoa học + Kích thước hạt spinen vào khoảng nm + Các lỗ mao qu¶n cã kÝch th­íc kho¶ng 3-5 nm, cã cÊu trúc hình khe, phân bố lỗ xốp tương đối đồng + Bề mặt riêng 90 m2/g Khi thay đổi pH dung dịch lúc tạo gel từ pH1 lên pH4 bề mặt riêng tăng lên 150 m2/g Các ý kiến đề xuất: Do thời gian nghiên cứu không dài, điều kiện hạn chế nên việc nghiên cứu luận văn dừng lại kết Để ứng dụng vật liệu spinen NiAl2O4/SiO2 thực tế cần phải có thêm nghiên cứu khác Chúng đề xuất nghiên cứu sau: + Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hình thành cấu trúc spinen NiAl2O4/SiO2 cho mẫu pH4 mẫu pH khác + Nghiên cứu tính chất hoá lý cđa mÉu spinen NiAl2O4/SiO2 víi SiO2 lÊy tõ ngn thủ tinh lỏng + Khảo sát khả hoạt tính mẫu spinen NiAl2O4/SiO2 Nguyễn Thị Kim Dung Khoá học 2005 - 2007 Trường Đại học Bách khoa Hà nội 70 Luận văn thạc sĩ khoa học Tài liệu tham khảo Tiếng Việt: Đặng Kim Chi (2000), Hoá học Môi trường, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Trần Ngọc Chấn (2001), Ô nhiễm không khí xử lý khí thải Tập 3, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Nghiêm Trung Dũng (2004), Bài giảng Ô nhiễm không khí Lưu Minh Đại (2004), Báo cáo tổng kết Khoa học kỹ thuật đề tài Công nghệ chế tạo vật liệu xúc tác xử lý khí thải từ lò đốt chất thải y tế, Viện Khoa học vật liệu Phạm Ngọc Đăng (1997), Môi trường không khí, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Phạm Văn Lang (1998), Bạch Quốc Khang, Cơ sở lý thuyết quy hoạch thực nghiệm ứng dụng kỹ thuật công nghiệp, Nhà xuất Nông nghiệp Nguyễn Xuân Nguyên (2004), Công nghệ xử lý chất thải khí, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Nguyễn Kim Ngà, Đặng Kim Chi, Hoàng Trọng Yêm (2006), Tạp chí Hoá học, T.44 (4), Tr.495-499 Trần Văn Nhân(1999), Hoá lý tập 3, Nhà xuất Giáo dục 10.Trần Văn Nhân, Khúc Quang Đạt (2000), Tạp chí hoá học T38, 1518 11 Nguyễn Hữu Phú, Hấp phụ xúc tác bề mặt vật liệu vô mao quản, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật 12.Nguyễn Hoa Toàn (2004), Động hoá học thiết bị phản ứng công nghệ hoá học, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật 42 Nguyễn Đình Triệu (2002), Các phương pháp vật lý ứng dụng hoá học, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà nội 13.Phan Văn Tường(1998), Vật liệu vô cơ, Đại học Khoa học tự nhiênĐHQG Hà néi TiÕng Anh: 15 A John Wiley and Sons, Inc., Publication, Nanoscale materials in chemistry, Tr 95-100 16 A.Amirnazmi, J.E.Benson and M.Boudart (1973), J.Catal., ,30,138 Nguyễn Thị Kim Dung Khoá học 2005 - 2007 Trường Đại học Bách khoa Hà nội 71 Luận văn thạc sĩ khoa học 17 Arean C.O., Mentruit M.P., Lopez A.J.L., Parra J.B (2001), “High surface area nickel aluminate spinels prepared by a sol-gel method”, Coll and Surf A: Physi Eng Aspects 180, 253 18.Are¸n C O., Mentruit M P , Platero E E , LabrÐs F X and Parra J B (1999), "Sol-Gel Method for Preparing High Surface Area CoAl2O4 and Al2O3-CoAl2O4 spinels", Mat Lett 39, 22-27 19 A Keshavaraja, X She, M.F Stephanopoulos (1990), "Selective Catalytic Reduction of NO with Methane over Ag-Alumina Catalysts", Appl Catal B: Envir 27 (2000) L1 20 Brinker C.J and Sherrer G W., “Sol-Gel Science”, Academic Press, New York, 22-91 21 Carl C.Koch Editor (2002), “Nanostructured Materials: Processing, Propeties and Potential Applications”, Noyes Publications/William Andrew Publishing, New York, 21-24 22 Chen L., Horiuchi T and Mori T (2001), “Catalytic Reduction of NO Over a Mechanical Mixture of NiGa2O4 Spinel with Manganese Oxide: Influence of Catalyst Preparation Method”, Appl Catal A: Gen 209 97105 23 C Otero Arean, B.Sintes, G Turnes Palomino, C Mas Carbonell, E.Escalona Platero, J.B.Parra Soto (1997), “Preparation and Characterization of spinen-type high surface area Al2O3-ZnAl2O4 mixed metal oxides by an alkoxide route”, Microporous Materials 187-192 24 E.R.S.Winter, J.Catal., 1971,22,158 25 Farrauto.R.J.R.M.Heck (1999), Catal.Today, 51, 351-360 26 Geoffrey C.Bond and Davit T.Thomson (1999), Catalysis by Gold, Cata Revsci Eng 41, (3 and 4), 319-388, P.354 27.Guo J , Lou H , Zhao H , Wang X and Zheng X (2004), "Novel Synthesis of High Surface Area MgAl2O4 Spinel as Catalyst Support", Mat Lett 58, 1920 28.H.S Horowitz J.M Longo (1981)“Preparation and Characterization of materials”, J.M.Hoing C.N.R.Rao Eds A cad Press, N.Y, 29-46 29.Iwamoto M., Yahiro H., Tanda K., Mizuno N (1991), J.Phys.Chem 95, 3727 Ngun ThÞ Kim Dung Khoá học 2005 - 2007 Trường Đại học Bách khoa Hà nội 72 Luận văn thạc sĩ khoa häc 30.Iwamoto M., Yoko S., Sakai K., Kagawa S., 1981, Chem Soc Faradaytrans 1, 77, 1629 31.Iwamoto M., Fukukawa H., Mine Y (1986), Chem.Soc.Chem.Commun, 1272 32.Jeevanandam P , Koltypin Y and Gedanken A (2002), "Preparation of Nanosized Nickel Aluminate Spinel by a Sonochemical Method", Mat Sci Eng B90, 125 33.Hupa.M., Backman.F., and Bostroem.S (1989), Nitrogen Oxide E mission of Boilers in Finland, J.Air Pollut.Control Assoc.,Vol 39, 1496-1501 33 K.A Bethke, H.H Kung, "Supported Ag Catalysts for the Lean Reduction of NO with C3H6", J Catal 172 (1997) 93 34 K Shimizu, A Satsuma, T Hattori, "Catalytic Performance of Ag-Al2O3 Catalyst for The Selective Catalytic Reduction of NO by Higher Hydrocarbons", Appl Catal B: Envir 25 (2000) 239-247 35 M Breme, St Fischer, N Langbein, Themochimica Acta 209, 323 (1992) 36 Nga N.K, Chi D.K, "Synthesis, Characterization and Catalytic Activity of CoAl2O4 and NiAl2O4 Spinel- Type Oxides for NOx Selective Reduction", Adv in Tech of Mat & Mat Proc J., (2004) 336 37 Nga N.K, Chi D.K, "Synthesis, Characterization and Catalytic Activity of CoAl2O4 and NiAl2O4 Spinel- Type Oxides for NOx Selective Reduction", Adv in Tech of Mat & Mat Proc J., (2004) 336 38 Nga N.K, Chi D.K, Adv In Tech.of Math And Math.proc.Journal, Vol [2], 336-343, 2004 39 Ning Li, Aiqin Wang, Lin Xi, Xiaodong Wang, Lili Ren, Tao Zhang, Appl Catal B, 50 (2004), 1-7 40 Paul Degober (1992), Automobile et Pollution, Ed Technip, Paris 41 Pil Kim, Younghun Kim, Heesoo Kim, In Kyu Song, Jongheop Yi, “Synthesis, Characterization of mesoporous alumina for use as a catalyst support in the hydrodechlorination of 1,2-dichloropropane: effect of preparation condition of mesoporous alumina”, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 291 (2004) 87-95 42 Schlatter J.C., Taylor K.C., 1997, J.Catal,42 43 Schmidt W and Weidenthaler C (2001), "A Novel Synthesis Route for Nguyễn Thị Kim Dung Khoá học 2005 - 2007 Trường Đại học Bách khoa Hà nội 73 Luận văn thạc sĩ khoa học High Surface Area Spinels using Ion Exchanged Zeolites as Precursors", Microporous & Mesoporous Materials 48, 89-94 44 Z Liu, J Hao, L Fu, T Zhu, J Li and X Cui (2004), "Activity Enhancement of Biometalic Co-In/Al2O3 Catalyst for The Selective Reduction of NO by Propene", Appl Catal B: Envir 48 37-48 45 ZHANG Meili, JI Shengfu, HU LinHua, YIN Fengxiang, LI Chengyue, LIU Hui (2006), “Structural Characterization of Highly Stable Ni/SBA-15 Catalyst and Its Catalytic Performance for Methane Reforming with CO2”, Cite this article as: Chin J Catal, 27(9):777-782 46 Ramon Moreno-Tost, Jose Santamaria-Gonzalez…(2004), Apple Catal B, 50 279-288 47 Runduo Zhang, Adrian Villanueva, Hãuhang Alamdari, Serge Kaliaguine (2006), “ Catalytic reduction of NO by propªnn over LaCo1-xCuxO3 perovskites synthesized by reactive grinding”, Appl.Catal B: Envir 64 220-233 48 S Sato, Y Yu-u, H Yahiro, N Mizuno, M Iwamoto (1991), "Cu-ZSM-5 Zeolite as Highly Active Catalyst for Removal of Nitrogen Monoxide from Diesel Engines", Appl Catal., 70 L1-L5 49 Symposium on special ceramic 5th Penkhull, stoke-on-Trent, 1970 50 Wanthoz P, Ruwet.M, Machej.T, Grange.P (1991), Appl Catal., 69,149 51 Ward.T.R., Alemany P., Hoffman R.(1983), J.Phys Chem 07, 7691 52 Weidong Li, Jiazhi, Jingkun Guo (2003), “Synthesis and characterization of nanocrystalline CoAl2O3 spinen powder by low temperature combustion”, Journal of the European Ceramic Society 23, 2289-2295 53 W.F.Shangguan, Y Teraoka (1996), Appl.Catal B8, 217-227 54 Xu Chenghen (2001), China Petroleum Processing and Petrochemical Technology, No3, Pi Nguyễn Thị Kim Dung Khoá học 2005 - 2007 Trường Đại học Bách khoa Hà nội 74 Luận văn thạc sĩ khoa học Phụ lục Phụ lục 1: Giản đồ phân tích nhiệt DTA TGA Phụ lục 2: Các giản đồ nhiễu xạ XRD mẫu xúc tác Phụ lục 3: Kết phân tích UV-Vis mẫu Phụ lục 4: Kết phân tích đặc trưng TEM Phụ lục 5: Kết phân tích bề mặt riêng BET Phụ lục 6: Các hình ảnh thiết bị sử dụng nghiên cứu thực nghiệm Nguyễn Thị Kim Dung Kho¸ häc 2005 - 2007 ... này, nghiên cứu tổng hợp tính chất đặc trưng spinen Niken- Nhôm ôxit silic dạng siêu mịn, ứng dụng để làm chất xúc tác trình xử lý khí thải NOx Nguyễn Thị Kim Dung Khoá học 2005 - 2007 Trường Đại... thay đổi tính chất oxit Chính oxit phức hợp kim loại có nhiều tính chất khác với oxit đơn Trong năm gần đây, việc tổng hợp ôxit phức hợp siêu mịn hướng nghiên cứu quan trọng hoá học chất rắn... hình vẽ, đồ thị Mở đầu1 Chương I: Tổng quan I.1 Các phương pháp tổng hợp spinen I.1.1.Giới thiệu chất xúc tác phức hợp spinen I.1.2 Các phương pháp tổng hợp spinen I.1.2.1 Phương pháp gốm truyền