Khảo sát ảnh hưởng của SO2 đến phản ứng oxy hóa hoàn toàn hỗn hợp CO và p xylen trên xúc tác mno2 al2o3 được biến tính bằng ceo2

TĨM TẮT LUẬN VĂN Phản ứng oxy hóa hồn tồn chất độc hại xúc tác kim loại quý oxit kim loại xem phương pháp hiệu để xử lý khí thải độc hại Nội dung luận văn nghiên cứu ảnh hưởng SO2 đến phản ứng oxy hóa hồn tồn hỗn hợp CO p-xylen xúc tác oxit MnO2/Al2O3 biến tính CeO2 Xúc tác điều chế phương pháp tẩm Tính chất hóa lý xúc tác khảo sát phương pháp BET, phương pháp nhiễu xạ tia X phương pháp khử chương trình nhiệt độ Từ kết thực nghiệm, đưa số kết luận sau: - Các xúc tác MnO2/Al2O3 có bổ sung CeO2 có hoạt tính cao so với xúc tác không chứa CeO2 - CeO2 làm tăng hoạt tính xúc tác mơi trường có SO2 - Xúc tác 5%MnO2+5%CeO2/α-Al2O3 15%MnO2+10%CeO2/γ-Al2O3 xúc tác tốt cho phản ứng oxy hóa hồn tồn hỗn hợp CO+pxylen mơi trường có SO2 ABSTRACT Complete oxidation on over noble metal and metallic oxides catalysts has been considered one of the most effective methods for treating poluted gas This thesis study influence of SO2 on the activity of the MnO2/Al2O3 with adding CeO2 for complete oxidation of CO and p-xylen Catalysts were prepared by wet impregnation The physiacal-chemical characteristics of catalysts were determined by methods of adsortion BET, X-Ray Diffraction and Temperature Programmed Redution From experimental result the following conclution can be suggested: - MnO2 +CeO2/Al2O3 has more activitive than MnO2/Al2O3 for complete oxidation of CO and p-xylen in SO2 environment - CeO2 enhance the activity of cacalysts in SO2 environment - 5%MnO2+5%CeO2/α-Al2O3 and 15%MnO2+10%CeO2/γ-Al2O3 catalysts are the best for complete oxidation of CO and p-xylene in SO2 environment MỤC LỤC Chương I TỔNG QUAN .2 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 TÍNH CHẤT CỦA CO VÀ P-XYLEN 1.2.1 Tính chất CO 1.2.2 VOCs hợp chất xylen 1.3 ĐỘNG HỌC VÀ CƠ CHẾ PHẢN ỨNG 10 1.3.1 Động học chế phản ứng oxy hóa CO 10 1.3.2 Động học chế phản ứng oxy hóa p-xylen 14 1.4 ĐIỀU CHẾ XÚC TÁC BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẨM .16 1.5 XÚC TÁC CHO PHẢN ỨNG OXY HÓA 18 1.5.1 Xúc tác cho phản ứng oxy hóa CO VOCs .18 1.5.2 Xúc tác cho phản ứng oxy hóa hỗn hợp CO p-xylen .20 1.6 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HOẠT TÍNH XÚC TÁC 21 1.7 ẢNH HƯỞNG CỦA SO2 ĐẾN HOẠT TÍNH XÚC TÁC 25 1.8 VAI TRÒ CỦA CeO2 TRONG XÚC TÁC 27 1.9 GIỚI THIỆU THÀNH PHẦN XÚC TÁC SỬ DỤNG 28 1.9.1 Chất hoạt động xúc tác 28 1.9.2 Cấu trúc chất mang Al2O3 29 1.9.3 Chất trợ xúc tác CeO2 30 Chương II PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 32 2.1 NỘI DUNG THỰC HIỆN .33 2.2 ĐIỀU CHẾ XÚC TÁC 33 2.2.1 Tính tốn thành phần khối lượng hóa chất 33 2.2.2 Quy trình điều chế xúc tác 36 2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT HỐ LÝ 38 2.3.1 Xác định bề mặt riêng phương pháp BET 38 2.3.2 Phương pháp khử chương trình nhiệt độ TPR 40 2.3.3 Xác định thành phần pha phương pháp nhiễu xạ tia X 41 2.4 KHẢO SÁT HOẠT ĐỘ CỦA XÚC TÁC 41 2.4.1 Hệ thống thí nghiệm 41 2.4.2 Phân tích hỗn hợp phản ứng .44 2.4.3 Tiến hành thực nghiệm .46 Chương III KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 51 3.1 CÁC HỆ XÚC TÁC ĐIỀU CHẾ 51 3.2 TÍNH CHẤT HỐ LÝ CỦA XÚC TÁC 51 3.2.1 Diện tích bề mặt riêng .51 3.2.2 Kết đo XRD 54 3.2.3 Kết đo TPR 60 3.3 HOẠT TÍNH CỦA XÚC TÁC 64 3.3.1 Hoạt tính xúc tác chất mang α-Al2O3 64 3.3.2 Hoạt tính xúc tác chất mang γ-Al2O3 73 Chương IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84 4.1 KẾT LUẬN 84 4.2 KIẾN NGHỊ 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO CHƯƠNG I TỔNG QUAN CHƯƠNG I: 1.1 TỔNG QUAN ĐẶT VẤN ĐỀ Ơ nhiễm khơng khí trở thành mối đe dọa đến sức khỏe người Theo nghiên cứu Tổ chức Y tế giới bệnh liên quan đến nhiễm khơng khí thành phố lớn nước ta có xu hướng tăng nhanh hen phế quản, dị ứng, bệnh phổi, lao, ngồi da, mắt dị ứng khác Có khoảng 37,7% trường hợp viêm đường hô hấp dưới, 22% bệnh phổi mãn tính có ngun nhân từ nhiễm khơng khí nhà có khoảng 5% số người mắc bệnh viêm phế quản, ung thư phổi ô nhiễm khơng khí ngồi trời Hàm lượng khói, bụi cao khí làm tăng khả tử vong sớm số loại bệnh hô hấp thần kinh… Ngun nhân gây nhiễm khơng khí q trình phát triển, thị hố, xây dựng cơng trình, cơng nghiệp hóa khơng kiểm sốt, nạn phá rừng đặc biệt gia tăng phương tiện giao thông như: ô tô, mô tô, xe gắn máy… dẫn đến gia tăng chất khí, khói xăng thải trực tiếp vào mơi trường Viện Y học Lao động Vệ sinh môi trường cho biết, năm bầu khơng khí thành phố Hà Nội tiếp nhận khoảng 80.000 bụi khói, 9.000 khí CO, 19.000 khí NO2, 46.000 khí CO2 Dự báo, đến năm 2010, nồng độ loại khí độc hại nói nút giao thơng địa bàn Hà Nội vượt tiêu chuẩn cho phép từ 7-9 lần Riêng chất hữu bay vượt ngưỡng 33 lần Nồng độ bụi khơng khí trạm đo Thành phố Hồ Chí Minh vượt tiêu chuẩn cho phép từ 1,4 đến 3,3 lần Vì vậy, cần phải có biện pháp tích cực kịp thời để giảm lượng khí thải nhiễm mơi trường nhằm hạn chế ảnh hưởng đến người mơi trường tự nhiên Có nhiều phương pháp để xử lý khí thải nhiễm phương pháp hấp phụ, hấp thụ, ngưng tụ, đốt nhiệt, xúc tác…Mỗi phương pháp có ưu khuyết điểm riêng Tùy vào loại khí thải hàm lượng chúng mà chọn phương pháp xử lý thích hợp Phương pháp xúc tác xem phương pháp xử lý hiệu hợp chất chứa lưu huỳnh, nitơ, VOCs hợp chất khác phản ứng khử oxy hóa Phản ứng oxy hóa hồn tồn phản ứng phương pháp xử lý khí thải xúc tác xử lý khí thải hiệu triệt để Oxy hóa xúc tác áp dụng trường hợp mà phương pháp khác thực thi phương pháp có hiệu trường hợp nồng độ tạp chất thấp Phương pháp oxy hóa xúc tác thường chọn để xử lý khí thải có ưu điểm sau: Sản phẩm tạo thành CO2 H2O thải ngồi hấp thụ hồn tồn dung dịch kiềm Cho phép xử lý khí đa cấu tử với chất bẩn có nồng độ ban đầu từ thấp đến cao đạt mức làm cao Hệ thống thiết bị đơn giản đạt hiệu cao sử dụng chất xúc tác thích hợp Bố trí nhiều hệ phản ứng hoạt động song song xen kẽ, nhờ thiết bị hoạt động liên tục Xúc tác hồn ngun tái sử dụng nhiều lần Khơng địi hỏi nhiều lượng phương pháp đốt nhiệt nên có hiệu kinh tế cao Viện Cơng Nghệ Hóa Học nghiên cứu phản ứng oxy hóa hồn tồn xylen hệ xúc tác oxit kim loại so sánh với xúc tác kim loại quý Pt/Al2O3 Kết cho thấy xúc tác oxit kim loại (CuO, NiO, Cr2O3 Co3O4) cho hoạt độ độ lựa chọn cao [9] Từ xúc tác thu kết tốt này, tác giả khảo sát thêm nguyên nhân gây hoạt tính xúc tác (hơi nước hợp chất lưu huỳnh…) nhằm tìm biện pháp khắc phục nâng cao hiệu sử dụng xúc tác [10,11] Trong số xúc tác kim loại chuyển tiếp, oxit mangan xem xúc tác đơn oxit kim loại có hoạt tính cao cho phản ứng oxy hóa hồn tồn CO hợp chất hidrocacbon dễ bay [18,20,21] Các kết nghiên cứu trước phản ứng oxy hóa hồn tồn CO p-xylen hệ xúc tác oxit kim loại MnO2 [12,13] Viện Công nghệ hóa học thành phần tối ưu MnO2 chất mang αAl2O3 γ-Al2O3 tương ứng 5%MnO2 15%MnO2 Tuy nhiên, nhược điểm hệ xúc tác oxit kim loại dễ bị đầu độc môi trường có lẫn tác nhân đầu độc nước, hợp chất lưu huỳnh…Cho nên cần phải nghiên cứu để tìm phương pháp nhằm làm giảm đầu độc tác nhân đến hoạt tính xúc tác Các nghiên cứu tác giả trước [10,11] cho thấy bổ sung CeO2 vào hệ xúc tác cho phản ứng oxy hóa có khả làm tăng cường phản ứng oxy hóa hồn tồn hydrocacbon, làm giảm hình thành NOx trình cháy nhiên liệu trì ổn định nhiệt xúc tác Ceri oxit có chức tồn trữ oxi, tạo ưu tiên cho phản ứng oxi hóa hồn tồn cho phản ứng phụ cạnh tranh Chính mà hoạt độ, độ lựa chọn độ bền xúc tác có mặt CeO2 cao nhiều so với khơng có Với mục đích tìm hệ xúc tác oxit kim loại có hoạt tính tốt cho phản ứng oxy hóa hồn tồn CO VOCs mơi trường có diện chất đầu độc xúc tác, luận văn khảo sát phản ứng oxy hóa hỗn hợp CO p-xylen mơi trường có SO2 hệ xúc tác kim loại 5%MnO2/α-Al2O3 15%MnO2/γ-Al2O3 biến tính CeO2 1.2 TÍNH CHẤT CỦA CO VÀ P-XYLEN 1.2.1 Tính chất CO: 1.2.1.1 Nguồn gốc: Khí CO chất gây ô nhiễm môi trường Khí CO tạo cháy khơng hồn tồn vật liệu có chứa cacbon Những nguồn sinh khí CO khí núi lửa, khí lị cao, khí lị cốc, khói nhà máy nhiệt điện, khí thải phương tiện giao thông đốt nhiên liệu, cháy rừng… 1.2.1.2 Tác hại Khí CO độc kết hợp với chất hemoglobin (Hb) máu tạo thành hợp chất bền: Hb + CO ⇒ HbCO (1.1) Carboxyhemoglobin (HbCO) tạo làm cho hemoglobin (hồng cầu) không làm nhiệm vụ chuyển tải oxy từ phổi đến mao quản quan động vật Chỉ lượng nhỏ CO hít vào thể gây lượng HbCO đáng kể Khoảng 70% hemoglobin máu bị chuyển thành HbCO có khả gây chết người Ngồi ra, việc suy giảm lượng oxy cấp cho bào thai CO bà mẹ hút thuốc gây việc giảm trọng lượng trẻ sinh tăng tỷ lệ chết trẻ sơ sinh Khí CO lại khơng có màu mùi nên nguy hiểm khó nhận biết diện mơi trường CO bị than hoạt tính hấp phụ để phịng độc khí CO người ta dùng mặt nạ phòng độc chứa hỗn hợp MnO2 CuO Người hút thuốc bị nhiễm độc CO diện khói thuốc với nồng độ từ 0,5 đến 1% Ảnh hưởng độc CO nồng độ khác thể bảng sau: Bảng 1.1: Ảnh hưởng độc CO nồng độ khác [1] Nồng độ CO (ppm) % chuyển hóa Ảnh hưởng Hb ⇒ HbCO người Làm giảm khả phán 10 đoán giác quan, đau đầu, chóng mặt, mệt mỏi 100 15 Ốm nặng 250 32 Bất tỉnh 750 60 Chết sau vài 1000 66 Chết nhanh Thực vật nhạy cảm với CO so với người động vật, nồng độ CO cao (100-10000ppm) làm cho rụng, bị xoắn quăn, non bị chết cối chậm phát triển Theo tiêu chuẩn Việt Nam, nồng độ CO cho phép khơng khí phải 40 mg/m3 (TCVN 5937-1995) 1.2.1.3 Tính chất hố lý CO có tỷ trọng 0.967, có khối lượng phân tử 28.01 CO khí khơng màu, khơng mùi, khó hố lỏng (ts= -191.5oC), khó hóa rắn (tnc= -204oC) tan nước CO bền với nhiệt, 6000oC chưa phân hủy, hoạt động nhiệt độ thường, nhiệt độ cao khả khử tăng lên mạnh 77 X% 45 60 T=250oC X% T=270oC X%co X%co X%xylen X%xylen 30 40 15 20 t (phút) t (phút) o T=250 C 0 10 20 30 40 50 60 70 X% 60 X%co 60 X%xylen 50 40 20 30 40 50 60 70 X% 70 T=300oC 10 T=340oC X%co X%xylen 40 30 20 20 t (phút) t (phút) 10 0 10 20 30 40 50 60 70 10 20 30 40 50 60 Hình 3.13: Độ chuyển hóa p-xylen xúc tác 15Mn5Ce/ γ-Al2O3 nhiệt độ khác 70 78 100 X% X%co X% 100 X%co X%xylen 80 X%xylen 80 T = 250oC 60 60 40 40 20 T = 270oC 20 t (phút) t (phút) 0 100 10 20 30 40 50 60 70 10 20 30 40 50 60 X% T = 300oC 80 60 X%co X%xylen 40 20 t (phút) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Hình 3.14: Độ chuyển hóa p-xylen xúc tác 15Mn10Ce/ γ-Al2O3 nhiệt độ khác 70 79 X% 50 X%co T = 250oC 40 X%xylen 30 20 10 t (phút) 0 10 20 30 40 50 60 70 X% 100 X%co X%xylen 80 60 T = 270oC 40 20 t (phút) 0 10 20 30 40 50 60 70 Hình 3.15: Độ chuyển hóa p-xylen xúc tác 15Mn15Ce/ γ-Al2O3 nhiệt độ khác 80 X% 50 100 o T=250 C 40 X%co X% T=270oC X%co X%xylen 80 X%xylen 30 60 20 40 10 20 t (phút) t (phút) 0 10 20 100 X% 30 40 50 60 70 10 30 40 50 70 X%co X%co X%xylen 80 60 X% 100 T=300oC 20 o T=340 C 80 60 60 40 40 20 20 X%xylen t (phút) t (phút) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 10 20 30 40 50 60 Hình 3.16: Độ chuyển hóa p-xylen xúc tác 15Mn20Ce/ γ-Al2O3 nhiệt độ khác 70 81 Tăng nhiệt độ phản ứng lên đến 300oC độ chuyển hóa hỗn hợp tăng lên hệ xúc tác Tuy nhiên, hệ xúc tác 15Mn5Ce/γ-Al2O3 độ chuyển hóa hỗn hợp tăng vài phần trăm Trên hệ xúc tác chứa 10 20%CeO2, độ chuyển hóa đầu hỗn hợp 100% giảm dần theo thời gian tốc độ giảm hệ xúc tác chứa 10%CeO2 chậm so với hệ xúc tác chứa 20%CeO2 Từ bảng 3.4 ta thấy rằng: độ chuyển hóa hỗn hợp nhảy vọt tăng nhiệt độ từ 250oC lên 270oC ba hệ xúc tác 15Mn10Ce/γ-Al2O3, 15Mn15Ce/γ-Al2O3 15Mn20Ce/γ-Al2O3 Duy có xúc tác 15Mn5Ce/γ-Al2O3 tăng thấp, khơng đáng kể Như nhiệt độ 270oC có bước nhảy độ chuyển hóa hóa hỗn hợp CO pxylen hệ xúc tác chứa 10, 15 20%CeO2 Từ phân tích trên, có nhận xét rằng: hệ xúc tác 15Mn5Ce/γ-Al2O3 có hoạt tính oxy hóa thấp Có thể giải thích điều hàm lượng CeO2 xúc tác thấp nên không đủ để tương tác với SO2 có hỗn hợp phản ứng Kết hợp với phổ XRD xúc tác này, thấy xúc tác có pha hoạt động MnO2 Mn2O3 với cường độ yếu so với xúc tác khác nên có hoạt tính xúc tác thấp Cịn xúc tác 15Mn15Ce/γ-Al2O3 có hoạt tính cao so với xúc tác 15Mn20Ce/γAl2O3 Điều giải thích sau, phổ XRD TPR hai xúc tác tương tự nên hoạt tính xúc tác Xúc tác 15Mn10Ce/γ-Al2O3 có hoạt tính cao xúc tác khảo sát, giải thích xúc tác có tâm hoạt động (MnO2, Mn2O3 Mn3O4) tương tự xúc tác 15Mn15Ce/γ-Al2O3 15Mn20Ce/γAl2O3 lại có diện tích bề mặt lớn trong dãy xúc tác, pha hoạt động xúc tác phân tán tốt chất mang nên tác chất tham gia phản ứng hấp phụ thuận lợi hơn, mà phản ứng xảy dễ dàng hơn, dẫn đến độ chuyển hóa hỗn hợp xúc tác cao Các xúc tác 15Mn15Ce/γ-Al2O3 15Mn20Ce/γAl2O3 có hàm lượng CeO2 cao nên diện tích bề mặt riêng xúc tác thấp, hoạt tính xúc tác thấp 82 Trong mơi trường có SO2, hoạt độ xúc tác biến tính mang γ-Al2O3 xếp sau: 15Mn5Ce/γ-Al2O3 < 15Mn20Ce/γ-Al2O3 ≈ 15Mn15Ce/γ-Al2O3 < 15Mn10Ce/γ-Al2O3 Từ kết khảo sát phân tích hoạt tính hệ xúc tác cho phản ứng oxy hóa hoàn toàn hỗn hợp CO p-xylen xúc tác mang α-Al2O3 γ-Al2O3, thấy SO2 ảnh hưởng mạnh đến hoạt tính xúc tác oxit kim loại Nếu khơng biến tính CeO2 xúc tác hoạt tính phút đầu phản ứng Khi có phụ gia CeO2 xúc tác hoạt tính xúc tác tăng lên đáng kể Có thể cho rằng, ban đầu SO2 hấp phụ lên bề mặt chất mang sau đồng thời chúng hấp phụ lên tâm xúc tác nên làm giảm hoạt tính xúc tác Kết q trình làm giảm diện tích bề mặt tiếp xúc, đầu độc tâm hoạt động xúc tác, hạn chế trình hấp phụ tác chất xúc tác, giảm tồn trữ O2 CeO2 làm cho xúc tác hoạt tính 83 CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 KẾT LUẬN Từ kết phân tích tính chất hóa lý khảo sát hoạt tính xúc tác MnO2/Al2O3 phản ứng oxy hóa hồn tồn hỗn hợp CO p-xylen, có kết luận sau: Tính chất hóa lý xúc tác: - Diện tích bề mặt riêng xúc tác chất mang α-Al2O3 không lớn Sự chênh lệch hàm lượng CeO2 xúc tác khơng nhiều nên diện tích bề mặt riêng xúc tác biến tính xấp xĩ Trong đó, xúc tác 5Mn5Ce/αAl2O3 có hàm lượng CeO2 cao nên có diện tích bề mặt riêng lớn - Diện tích bề mặt riêng xúc tác mang γ-Al2O3 cao so với xúc tác mang α-Al2O3 γ-Al2O3 có SBET lớn Các xúc tác MnO2 + CeO2 mang γAl2O3 có chênh lệch SBET rõ rệt hàm lượng CeO2 xúc tác chênh lệch nhiều Trong đó, xúc tác 15Mn10Ce/γ-Al2O3 có SBET cao hợp phần xúc tác phân tán tốt chất mang, không tạo tinh thể lớn - Vì thành phần chất mang α-Al2O3 γ-Al2O3 chiếm chủ yếu nên định diện tích bề mặt riêng xúc tác - Sự tương tác MnOx với γ-Al2O3 mạnh với α-Al2O3 α-Al2O3 có cấu trúc tinh thể bền vững - Trong xúc tác có hàm lượng CeO2 thấp (5Mn1Ce/α-Al2O3) mangan oxit phân tán tốt bề mặt chất mang CeO2 làm tăng cường tương tác chất mang MnO2 tạo tâm oxit kim loại Mn2O3 Mn3O4 dễ khử (nhiệt độ khử thấp hơn) hoạt tính xúc tác cao Các oxit mangan phân tán γ-Al2O3 tốt αAl2O3 85 Hoạt tính xúc tác: + Trong mơi trường khơng có SO2: - Hầu hết xúc tác MnO2 mang α-Al2O3 γ-Al2O3 có hoạt tính tốt cho phản ứng oxy hóa hỗn hợp CO p-xylen Xúc tác có độ bền cao, sau 65 phút hoạt độ không thay đổi + Trong mơi trường có SO2: - Các xúc tác 5Mn/α-Al2O3 chứa hàm lượng phụ gia CeO2 thấp (1-3%) có hoạt độ giảm phút đầu phản ứng Xúc tác 5Mn5Ce/α-Al2O3 có hoạt độ cao có tâm oxit mangan hoạt tính cao (Mn2O3), diện tích bề mặt riêng lớn độ bền cao Tăng hàm lượng CeO2 làm tăng độ bền xúc tác CeO2 tương tác với SO2 làm giảm đầu độc SO2 lên tâm oxit kim loại hoạt động Hoạt tính xúc tác xếp sau: 5Mn1Ce/α-Al2O3< 5Mn2Ce/α-Al2O3 < 5Mn3Ce/α-Al2O3 < 5Mn5Ce/α-Al2O3 - Xúc tác mang γ-Al2O3: xúc tác 15Mn/γ-Al2O3 có hoạt độ giảm nhanh chóng phút tiếp xúc với hỗn hợp phản ứng chứa SO2 Phụ gia CeO2 làm tăng độ bền xúc tác với SO2 Do CeO2 mặt làm cho ion mangan dễ khử hơn, mặt khác làm cho bề mặt riêng xúc tác giảm, xúc tác có thành phần tối ưu 15Mn10Ce/γ-Al2O3 Hoạt tính xúc tác xếp sau: 15Mn5Ce/γ-Al2O3 < 15Mn20Ce/γ-Al2O3 ≈ 15Mn15Ce/γ-Al2O3 < 15Mn10Ce/γ-Al2O3 - Xúc tác có thành phần tối ưu 5%MnO2 + 5%CeO2/α-Al2O3 15%MnO2 + 10%CeO2 Xúc tác mang γ-Al2O3 có hoạt độ cao (nhiệt độ chuyển hóa 100% hỗn hợp CO + p-xylen hai xúc tác tương ứng 300 270oC), xúc tác mang α-Al2O3 có độ bền cao hơn, sau 65 phút làm việc mơi trường có SO2 hoạt độ khơng giảm Với hoạt tính độ bền cao SO2, xúc tác có khả ứng dụng thực tế xử lý khí thải đa cấu tử 86 4.2 KIẾN NGHỊ Do thời gian thực luận văn tương đối ngắn khối lượng công việc nhiều nên chưa thể khảo sát cách đầy đủ, có kiến nghị nghiên cứu hệ xúc tác cho phản ứng oxy hóa hồn tồn hỗn hợp CO p-xylen sau: - Khảo sát độ bền xúc tác tối ưu 5Mn5Ce/α-Al2O3 15Mn10Ce/γ-Al2O3 mơi trường có SO2 - Tăng nồng độ SO2 để khảo sát khả chịu đầu độc SO2 cho hai hệ xúc tác tối ưu - Khảo sát ảnh hưởng H2S đến hoạt tính xúc tác - Nghiên cứu động học chế phản ứng hai hệ xúc tác tối ưu để hiểu rõ ràng ứng dụng hệ xúc tác vào thực tiễn xử lý khí thải độc hại TÀI LIỆU THAM KHẢO Trịnh Thị Thanh, Sức khỏe môi trường, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Hà Nội, 2004, trang 5-109 Nguyễn Văn Phước, Kỹ thuật xử lý chất thải công nghiệp, Nhà xuất Đại học Bách Khoa Tp.HCM, trang 14 -158 Hoàng Nhâm, Hóa học vơ tập I, II, Nhà xuất Giáo Dục, 2003, trang 89-91, 134-136, 111-115 Mai Hữu Khiêm, Bài giảng kỹ thuật xúc tác, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Tp.HCM, 2003 Hồ Sĩ Thoảng, Lưu Cẩm Lộc, Chuyển hóa hidrocacbon cacbon oxit hệ xúc tác kim loại oxit kim loại, Nhà xuất Khoa Học Tự Nhiên Công Nghệ, Hà Nội, 2007, trang 308-379 Lưu Cẩm Lộc, Hóa lý xúc tác, Giáo trình cao học, 2001 Đào Văn Tường, Động học xúc tác, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật, 2006 Phạm Hùng Việt, Cơ sở lý thuyết phương pháp sắc ký khí, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội, 2003, trang 9-44 Lưu Cẩm Lộc cộng sự, Oxy hóa sâu xylen hệ xúc tác đa oxít kim loại khác nhau, Các Cơng trình Nghiên cứu Khoa học & Cơng nghệ, Viện Cơng nghệ Hóa học, 2000, trang 32-40 10 Lưu Cẩm Lộc cộng sự, Ảnh hưởng H2S đến q trình oxy hóa hồn toàn pxylen hệ xúc tác oxit kim loại, Tuyển tập Cơng trình Nghiên cứu Khoa học & Cơng nghệ, Viện Cơng nghệ Hóa học, 2001, trang 1-9 11 Lưu Cẩm Lộc cộng sự, Nguyên nhân hoạt tính xúc tác hệ đa oxít kim loại phản ứng oxy hóa hồn tồn p-xylen, Tuyển tập Cơng trình Nghiên cứu Khoa học & Cơng nghệ, Viện Cơng nghệ Hóa học, 2002, trang 59-67 12 Lưu Cẩm Lộc, On complete oxidation of CO and p-xylen over metallic oxide catalysts Proc 4th Inter Symposium “Global Renaissance by Green Energy Revolution”, Nagaoka, Japan, 1/2005, p.75-78 13 Lưu Cẩm Lộc, Hoàng Tiến Cường, Nguyễn Mạnh Huấn, Nguyễn Hữu Huy Phúc Điều chế ứng dụng xúc tác xử lý khí thải Tuyển tập Hội nghị toàn quốc lần thứ ba Xúc tác – Hấp phụ Huế, 8/2005, trang 258 14 Lưu Cẩm Lộc, Nguyễn Kim Dung, Hồ Sĩ Thoảng Động học phản ứng oxy hóa sâu p-xylen xúc tác CuO/γ-Al2O3 CuO/ZSM-5 Tuyển tập Cơng trình nghiên cứu khoa học công nghệ, 2003, 71-75 15 Nguyễn Thị Thanh Hiền, Điều chế nghiên cứu tính chất xúc tác oxit kim loại cho trình oxy hóa cacbon monoxide, Luận văn Thạc sĩ, Đại học Bách Khoa Tp.HCM, 8/2004, trang 28-29 16 Lê Nguyễn Yên Trung, Khảo sát ảnh hưởng SO2 đến trình oxy hóa sâu hỗn hợp CO p-xylen hệ xúc tác đa oxit kim loại Luận văn tốt nghiệp đại học, Đại học Bách Khoa Tp.HCM, 2006, trang 55-61 17 Nguyễn Vũ Toàn, Nghiên cứu điều chế xúc oxit kim loại biến tính cerium oxit cho q trình oxy hóa monoxit cacbon Luận văn thạc sĩ, Đại học Bách Khoa Tp.HCM, 2005, trang 44-71 18 M Paulis, L.M Gandía, A Gil, J Sambeth, J.A Odriozola, M Montes Influence of the surface adsorption-desorption processes on the ignition curves of volatile organic compounds (VOCs) complete oxidation over supprted catalysts Applied Catalysis B: Environmental 26 (2000) 37-46 19 Oulu university Library, Deactivation Correlations of Pd/Rh Three – Way Catalysts, Designed for Euro IV Emission Limits: Effect of Ageing Atmosphere, Temperature and Time, 2003, Chapter 2, Chapter 20 Catalysis – Science and Technology, Vol 3, Akademie, Berlin 1983, 92-122 21 Yan Liu, Mengfei Luo, Zhaobin Wei, Qin Xin, Pinliang Ying, Can Li, Catalytic oxidation of chlorobenzene on supported manganese oxide catalysts Applied Catalysts B: Environmental 29 (2001) 61-67 22 Jong-Won Park, Jin-Hyeok Jeong, Wang-Lai Yoon, Heon Jung, Ho-Tae Lee, DeukKi Lee, Yong-Ki Park, Young-Woo Rhee, Activity and characterization of the Copromoted CuO-CeO2/γ-Al2O3 catalyst for the selective oxidation of CO in excess hydrogen, Applied Catalysis A: General 274 (2004) 25-32 23 Per-Olof Larsson, Arne Andersson, Oxides of copper, ceria promoted copper, manganese and copper manganese on Al2O3 for the combustion of CO, ethyl acetate and ethanol, Applied Catalysis B: Environmental 24 (2000) 175-192 24 Do Nguyen Anh Thu, Luu Cam Loc, α-alumina – supported metallic oxide catalysts for total oxidation of CO and VOC The 1st Young Vietnamese Scientists Meeting, Nha Trang, 7/2005, p.94 25 Cerium:A guide to its Role in Chemical Technology Molycorp, Inc 1995, 12-36 26 A.Martínez-Arias, M.Fernández-García, V.Ballesteros, L.N.Salamanca, J.C.Conesa, C.Otero, and J.Soria, Characterization of High Surface Area Zr-Ce(1:1) Mixed Oxide Prepared by a Microemulsion Method, Langmuir-American Chemical Society-Published on Web, 1999, 4796-4802 27 R.Cataluna, N.R.Marcilio, J.Soria, V.Cortés Corberán and A.Martinez-Arias Characterization and Catalytic Activity for the Oxidation of Ethane and Propane on Platinum and Copper Supported on CeO2/Al2O3 Instituto de Catalisis y Petroleoquimia, CSIC, Campus U.A.M., Cantoblanco, Madrid, Spain, April, 1998 28 K.Ruth, M.Hayes, R.Burch, S.Tsubota, M.Haruta, The effects of SO2 on the oxidation of CO and propane on supported Pt and Au catalysts, Applied Catalysis B: Environmental 24 (2000) 133-138 29 F.C.Meunier, J.R.H.Ross, Effect of ex situ treatments with SO2 on the activity of a low loading silver-alumina catalyst for the selective reduction of NO and NO2 by propene, Applied Catalysis B: Environmental 24 (2000) 23-32 30 James J.Strohm, Jian Zheng, and Chunshan Song Relationship Between Carbon Deposition and sulfur Poisoning During steam Reforming of Liquid Hydrocarbon Over Rh-based Catalysts Clean Fuels and Catalysis Program, The Energy Institute, and Department of Energy & Geo-Environmental Engineering, The Pennsylvania State University, 209 Academic Projects Building, University Park (USA) 31 S.Hilaire, R.J.Gorte, and J.M.Vohs, Improved Sulfur Tolerance for Automotive Emissions Control Catalysts, Department of Chemical Engineering, University of Pennsylvania, Annual Report, July 24, 2000 32 S.Wilke and M.Scheffler, Mechanism of Poisoning the Catalytic Activity of Pd(100) by a sulfur Adlayer, Physical Review Letters, The American Physical Society, 29 April 1996, 3380-3383 33 Wei-Ping Dow, Yu-Piao Wang, Ta-Jen Huang, TPR and XRD studies of yttriadoped ceria/γ-alumina-supported copper oxide catalyst, Applied Catalysis A: General 190 (2000) 25-34 34 John Shipinski-Toyota Technical Center U.S.A, Why was Toyota’s Camry less affected by sulfur than the other cars in the CRC LEV-Sulfur fleet test?, Presented to the EPA Sulfur Workshop, Department of Chemical Engineering May 12, 1998, 112 35 M Ferrandon Mix Metal oxide-noble metal catalysts for total oxidation of volatile organic compounds and carbon monooxide Department of Chemical Engineering and Technology Chemical Reaction Engineering Royal Institute Technology Stockholm, 2001 36 Yasutaka Nagai, Takamasa Nomasa, Akihiko Suda, Masahiro, Sugiura, Structure Analysis of Oxygen Storage Promoters in Automotive Catalysts, R&D Review of Toyota CRDL Vol.37, No.4 37 Xiaolan Tang, Baocai Zhang, Yong Li, Yide Xu, Qin Xin, Wenjie Shen, Carbon monoxide oxidation over CuO/CeO2 catalysts, Catalysis Today 93-95 (2004) 191198 38 Sonia Hammache, Lindsey Evans, Eric N.Coker, and James E.Miller Mechanism of Deactivation by SO2 of Lean NOx Trap Catalysts University of New Mexico, Department of Chemistry and Sandia National Laboratories, Advanced Materials Laboratory 1001 University Blvd SE, Albuquerque, NM 87106 USA 1998 39 M Fernandez-Garcia, A Martinez-Arias, A Iglesias-Juez, C Belver, A B Hungria, J C Conesa and J Soria Structural Characterristics and Redox Behavior of CeO2ZrO2/Al2O3 Supports Journal of Catalysis 194 (2000) 385-392 40 J Hoffmann, I Meusel, J Hartmann, J Libuda and H J Freund Reaction Kinetics on Heterogeneous Model Catalysts, The CO Oxidation on Alumina-Supprted Pd Particles Journal of Catalysis 204 (2001) 378- 392 41 P Thormahlen, M Skoglundh, E Fridell and B Andersson Low Temperature CO Oxidation over Platinum and Cobalt Oxide Catalysts Journal of Catalysis 188 (1999) 300-310 42 A Martinez-Arias, M Fernandez-Garcia, O Galvez, J M Coronado, J A Anderson J C Conesa, J Soria and G Munuera Comparative Study on Redox Properties and Catalytic Bahavior for CO Oxidation of CuO/CeO2 and CuO/ZrCeO4 Catalysts Journal of Catalysis 195 (2000) 207-216 43 Huaquing Zhu, Zhangfeng Qui, Wenjuan Shan, et al Journal of Catalysis 225 (2004) 267 44 S L Kiperman, N A Gaidai, N V Nekrasov, M A Botavina, Sh E Duisenbaev Unsteady-state studies of oxidation and hydrogenation catalytic process Chemical Engineering Science 54 (1999) 4305-4314 45 Per-Olof Larsson, A Anderson, L R Walleberg and B J Svensson Journal of Catalysis 163 (1996) 276 ... H2S CeO2 có khả chống lại đầu độc H2S [10] 1.5.2 Xúc tác cho phản ứng oxy hóa hỗn h? ?p CO p- xylen Trong phản ứng oxy hóa hỗn h? ?p CO p- xylen, ảnh hưởng CO đến oxy hóa p- xylen p- xylen đến oxy hóa CO. .. chuyển hóa CO p- xylen hỗn h? ?p giảm CO giảm mạnh Trong hỗn h? ?p, hai phản ứng diễn đồng thời nhiệt độ oxy hóa hồn tồn p- xylen cao CO 5oK [5] Khảo sát phản ứng oxy hóa hỗn h? ?p CO p- xylen hai hệ xúc tác. .. độc xúc tác, luận văn khảo sát phản ứng oxy hóa hỗn h? ?p CO p- xylen mơi trường có SO2 hệ xúc tác kim loại 5 %MnO2/ α -Al2O3 15 %MnO2/ γ -Al2O3 biến tính CeO2 5 1.2 TÍNH CHẤT CỦA CO VÀ P- XYLEN 1.2.1 Tính