TÀI LIỆU TRẮC NGHIỆM, BÀI GIẢNG PPT CÁC MÔN CHUYÊN NGÀNH Y DƯỢC HAY NHẤT CÓ TẠI “TÀI LIỆU NGÀNH Y DƯỢC HAY NHẤT” ;https://123doc.net/users/home/user_home.php?use_id=7046916. TÀI LIỆU LUẬN VĂN – BÁO CÁO – TIỂU LUẬN (NGÀNH Y DƯỢC). DÀNH CHO SINH VIÊN CÁC TRƯỜNG ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH Y DƯỢC VÀ CÁC NGÀNH KHÁC, GIÚP SINH VIÊN HỆ THỐNG, ÔN TẬP VÀ HỌC TỐT KHI HỌC TÀI LIỆU LUẬN VĂN – BÁO CÁO – TIỂU LUẬN (NGÀNH Y DƯỢC)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ NHIÊN LIỆU DME TỪ KHÍ TỔNG HỢP TRÊN HỆ XÚC TÁC CuO-ZnO/γ-Al2O3 BIẾN TÍNH VỚI CÁC KIM LOẠI KHÁC NHAU LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC CHUYÊN NGÀNH: HÓA LÝ THUYẾT VÀ HÓA LÝ MÃ SỐ: HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: CẦN THƠ CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI PHÒNG DẦU KHÍ VÀ XÚC TÁC VIỆN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC - VIỆN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ VIỆT NAM Cán bộ hướng dẫn khoa học: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Cán bộ chấm nhận xét 1: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Cán bộ chấm nhận xét 2: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ: TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGÀY … THÁNG… NĂM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc -oOo - NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên học viên: Giới tính: Sinh ngày: Nơi sinh: TP Cần Thơ Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và Hóa lý MSHV: I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ NHIÊN LIỆU DME (DIMETYL ETE) TỪ KHÍ TỔNG HỢP TRÊN HỆ XÚC TÁC CuO-ZnO/γ-Al 2O3 BIẾN TÍNH VỚI CÁC KIM LOẠI KHÁC NHAU II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG + Điều chế chất mang γ-Al2O3 bằng phương pháp đồng nhỏ giọt dung dịch Al(NO3)3 với dung dịch NH3 5% + Điều chế xúc tác CuO-ZnO/γ-Al2O3 với tỷ lệ CuO:ZnO:Al2O3 = 2:1:6 biến tính với các kim loại Pd, Ni, Cr, Mn, Ce và Zr bằng phương pháp kết tủa - tẩm + Khảo sát độ chọn lọc và độ chuyển hóa các xúc tác + So sánh độ chuyển hóa và độ chọn lọc các xúc tác, từ đó tối ưu thành phần xúc tác có hoạt tính cao + Khảo sát tính chất lý hóa xúc tác để tìm mối quan hệ giữa thành phần, tính chất lý hóa và hoạt tính xúc tác qui trình tổng hợp DME III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ (Ngày ký quyết định giao đề tài):……………… IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:……………………………………… V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TSKH LƯU CẨM LỢC Nợi dung và đề cương ḷn văn Thạc Sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐH Ngày……tháng… năm KHOA QUẢN LÝ NGÀNH LỜI CÁM ƠN -oOo Trước tiên, xin bày tỏ lời cám ơn chân thành và sâu sắc nhất đến Phó giáo sư, Tiến sĩ khoa học LƯU CẨM LỘC, người đã trực tiếp hướng dẫn, truyền đạt những kinh nghiệm và kiến thức quý báu giúp hoàn thành tốt luận văn này Tôi cũng xin gửi lời cám ơn đến tất cả các cô, chú và các anh chị phòng Dầu khí Xúc tác, Viện Công nghệ Hóa học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Xin chân thành cám ơn các quí Thầy - Cô hội đồng chấm luận văn đã dành thời gian quí báu để đọc và đưa các nhận xét giúp luận văn được hoàn thiện Xin cám ơn Khoa Khoa học - Trường Đại học Cần Thơ đã tạo điều kiện cho quá trình học và làm luận văn Xin cám ơn Sở Giáo Dục và Đào Tạo, Hiệu trưởng tất cả quí thầy cô Trường THPT Tầm Vu I, Tỉnh Hậu Giang hổ trợ và tạo mọi điều kiện thuận lợi suốt thời gian học và làm luận văn Sau cùng, xin cám ơn gia đình và tất cả các bạn bè đã giúp đỡ, động viên hoàn thành luận văn tốt nhất Trân trọng TP Cần Thơ, ngày 10 tháng 12 năm i TÓM TẮT LUẬN VĂN Nghiên cứu điều chế nhiên liệu DME từ khí tổng hợp hệ xúc tác CuO-ZnO/γAl2O3 biến tính với các kim loại khác nhau: Pd, Ni, Cr, Mn, Ce, và Zr gồm những nội dung sau: - Điều chế 13 mẫu xúc tác CuO-ZnO/γ-Al 2O3 với tỷ lệ CuO:ZnO:Al 2O3 = 2:1:6 biến tính với các kim loại Pd, Ni, Cr, Mn, Ce và Zr bằng phương pháp kết tủa - tẩm, với chất mang γ-Al2O3 điều chế từ dung dịch Al(NO 3)3.9H2O đồng nhỏ giọt với dung dịch NH3 5% nung nhiệt độ 550oC - Hoạt độ xúc tác và hiệu suất tạo thành DME các xúc tác được khảo sát o điều kiện phản ứng (P = 7at, CCO = 8,3 ÷ 9,1%mol, PCO= 7at, PH = 7at, T = 225oC, 250oC, 275oC và 300oC) - Nghiên cứu các tính chất lý hóa bằng các phương pháp như: BET, XRD, TPR, TPD, PT các xúc tác cho kết luận sau: a/ Xúc tác có hàm lượng 2,5% oxit kim loại biến tính : - Phụ gia làm tăng sự kết tinh CuO và ZnO - Thêm các phụ gia làm tăng độ phân tán Cu, giảm kích thước quần thể Cu, tăng diện tích bề mặt riêng và diện tích bề mặt Cu - Phụ gia ảnh hưởng đến tính khử và mức độ khử các xúc tác theo thứ tự sau: 2,5Zr-CuZnAl > 2,5Ni-CuZnAl > 2,5Ce-CuZnAl ≈ 2,5Mn-CuZnAl > > 2,5Pd-CuZnAl ≈ 2,5Cr-CuZnAl > CuZnAl - Có phụ gia các xúc tác đều chứa tâm axit ́u + Thứ tự đợ chủn hóa CO giảm dần sau: 2,5Ni-CuZnAl > 2,5Ce-CuZnAl > 2,5Zr-CuZnAl > 2,5Mn-CuZnAl > CuZnAl > > 2,5Cr-CuZnAl > 2,5Pd-CuZnAl + Độ chọn lọc DME giảm dần theo thứ tự sau: 2,5Pd-CuZnAl > 2,5Ce-CuZnAl > 2,5Mn-CuZnAl > 2,5Cr-CuZnAl > CuZnAl > > 2,5Zr-CuZnAl > 2,5Ni-CuZnAl + Hiệu suất DME sắp xếp sau: 2,5Ce-CuZnAl > 2,5Mn-CuZnAl > 2,5Cr-CuZnAl > 2,5Ni-CuZnAl > 2,5Pd-CuZnAl > > CuZnAl > 2,5Zr-CuZnAl ii b/ Biến tính xúc tác với hàm lượng 0,5; 1,0; 1,5 2,5% Cr2O3 MnO2 : - Hàm lượng các phụ gia Cr2O3 và MnO2 từ 1% lên 2,5% thì sự kết tinh CuO và ZnO không có sự thay đổi và diện tích bề mặt riêng giảm tăng từ 0,5% đến 2,5% - Mẫu xúc tác CuZnAl biến tính 1,0%Cr 2O3 và 1,5%MnO2 có độ phân tán cao nhất - Mức độ khử được sắp xếp sau: 1,0Cr-CuZnAl > 2,5Cr-CuZnAl > 1,5Cr-CuZnAl > 0,5Cr-CuZnAl 1,5Mn-CuZnAl > 2,5Mn-CuZnAl > 1,0Mn-CuZnAl > 0,5Mn-CuZnAl - Có phụ gia Cr2O3 chỉ chứa tâm axit yếu, xúc tác với phụ gia MnO chứa đồng thời tâm axit yếu và tâm axit mạnh + Thứ tự đợ chủn hóa CO giảm dần sau: 1,0Cr-CuZnAl > 0,5Cr-CuZnAl > 1,5Cr-CuZnAl > 2,5Cr-CuZnAl 1,5Mn-CuZnAl > 1,0Mn-CuZnAl > 2,5Mn-CuZnAl > 0,5Mn-CuZnAl + Độ chọn lọc DME giảm dần theo thứ tự sau: 1,5Cr-CuZnAl > 1,0Cr-CuZnAl > 0,5Cr-CuZnAl > 2,5Cr-CuZnAl 0,5Mn-CuZnAl > 1,0Mn-CuZnAl > 2,5Mn-CuZnAl >1,5Mn-CuZnAl + Hiệu suất DME sắp xếp sau: 1,0Cr-CuZnAl > 0,5Cr-CuZnAl > 1,5Cr-CuZnAl > 2,5Cr-CuZnAl 1,5Mn-CuZnAl > 1,0Mn-CuZnAl > 2,5Mn-CuZnAl > 0,5Mn-CuZnAl iii LỜI GIỚI THIỆU Trong những năm gần đây, nguồn nhiên liệu hóa thạch thế giới ngày càng cạn kiệt Bên cạnh đó, khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển thì vấn đề ô nhiễm môi trường ngày một trầm trọng phát thải các khí NO x, CO2, SO2,…từ những khu công nghiệp, nhà máy, sở dịch vụ và các loại phương tiện giao thông, vì vậy các nhà khoa học không ngừng nghiên cứu hướng đến nhiên liệu thân thiện với môi sinh Với sự xuất hiện DME (Dimetyleter) vào những năm 1985, có thể đáp ứng được nhu cầu thực tiễn, nó được dùng thay thế cho LPG, hay khí thiên nhiên sử dụng làm chất đốt gia dụng và còn nhiều ứng dụng khác So với các loại xăng dầu truyền thống thì DME có nhiều ưu việt như: giảm thiểu được lượng khí CO2 (nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính) và nitơ oxit, không gây ô nhiễm SO2, Quan trọng là nguồn nguyên liệu đầu vào để sản xuất DME rất phong phú, có thể là khí thiên nhiên, khí tổng hợp, than đá, dầu nặng phế thải khí metan tận thu từ các quá trình xử lý chất thải, sinh khối Do nước ta có nguồn nguyên liệu khí thiên nhiên tương đối lớn bên cạnh nguồn than đá không nhỏ, sự phát triển sản phẩm DME thực sự là một vấn đề đáng quan tâm Gần đây, Viện Công nghệ Hoá học đã và nghiên cứu tổng hợp trực tiếp DME từ khí tổng hợp CO/H hệ xúc tác CuO-ZnO/γ-Al 2O3, nhiệt độ và áp suất thấp Để tiếp tục công trình nghiên cứu trên, nội dung đề tài này tập trung nghiên cứu tổng hợp DME từ khí tổng hợp CO/H xúc tác CuO-ZnO/γ-Al2O3 được biến tính với các kim loại khác như: Pd, Ni, Cr, Mn, Ce và Zr Trên sở đó, so sánh làm sáng tỏ vai trò từng phụ gia, lựa chọn xúc tác có hoạt độ cao và giá thành thấp, từ đó tối ưu thành phần xúc tác, nhằm ứng dụng vào thực tế tổng hợp DME qui mô công nghiệp Luận văn này được thực hiện tại Phòng Dầu khí - Xúc tác, Viện Công nghệ Hóa học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, số 01 Mạc Đĩnh Chi, Quận 1, Thành phố Hồ Chí Minh iv MỤC LỤC Trang CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 TÌNH HÌNH NGUỒN NHIÊN LIỆU HÓA THẠCH HIỆN NAY 1.2 NHIÊN LIỆU DIMETYL ETE (DME) 1.2.1 Sự đời và phát triển 1.2.2 Tính chất 1.2.3 Ứng dụng 1.3 TỔNG HỢP DME 1.3.1 Nguồn nguyên liệu .6 1.3.2 Qui trình điều chế DME từ khí tổng hợp 1.3.3 Phản ứng tổng hợp DME 1.3.3.1 Phản ứng tổng hợp chất trung gian methanol .9 1.3.3.2 Phản ứng dehydrat hóa metanol tổng hợp DME 12 1.3.3.3 Ảnh hưởng phản ứng Water-Gas Shift (WGS) quá trình tổng hợp DME 13 1.4 XÚC TÁC TỔNG HỢP DME 15 1.4.1 Bản chất tâm hoạt động 15 1.4.2 Vai trò chất mang 16 1.4.3 Ưu - nhược điểm hệ xúc tác hiện CuO-ZnO/γ-Al2O3 17 1.5 BIẾN TÍNH HỆ XÚC TÁC CuO-ZnO/γ-Al2O3 18 1.5.1 Hệ xúc tác CuO-ZnO/γ-Al2O3 biến tính ZrO2 .18 1.5.2 Hệ xúc tác CuO-ZnO/γ-Al2O3 biến tính PdO .19 1.5.3 Hệ xúc tác CuO-ZnO/γ-Al2O3 biến tính Cr2O3 20 1.5.4 Hệ xúc tác CuO-ZnO/γ-Al2O3 biến tính MnO2 21 1.5.5 Hệ xúc tác CuO-ZnO/γ-Al2O3 biến tính CeO2 21 1.5.6 Hệ xúc tác CuO-ZnO/γ-Al2O3 biến tính NiO 22 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 24 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .25 v 2.2 ĐIỀU CHẾ XÚC TÁC .25 2.2.1 Thiết bị, dụng cụ, hóa chất 25 2.2.2 Qui trình điều chế xúc tác 25 2.2.2.1 Điều chế chất mang 25 2.2.2.2 Điều chế xúc tác CuO-ZnO/Al2O3 (2:1:6) .26 2.2.2.3 Điều chế xúc tác biến tính 28 2.3 NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT LÝ HÓA CỦA XÚC TÁC 29 2.3.1 Xác định diện tích bề mặt riêng xúc tác .29 2.3.1.1 Nguyên tắc 29 2.3.1.2 Qui trình thực nghiệm 30 2.3.2 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 31 2.3.2.1 Nguyên tắc 31 2.3.2.2 Qui trình thực nghiệm 32 2.3.3 Phương pháp chuẩn độ xung (PT) 32 2.3.3.1 Nguyên tắc 32 2.3.3.2 Qui trình thực nghiệm 33 2.3.4 Phương pháp khử theo chương trình nhiệt độ (TPR) 33 2.3.4.1 Cơ sở lý thuyết 33 2.3.4.2 Qui trình thực nghiệm 34 2.3.5 Phương pháp giải hấp phụ theo chương trình nhiệt độ (TPD) 35 2.3.5.1 Nguyên tắc 35 2.3.5.2 Qui trình thực nghiệm 35 2.4 KHẢO SÁT HOẠT TÍNH XÚC TÁC 37 2.4.1 Sơ đồ thiết bị phản ứng 37 2.4.2 Thực nghiệm 38 2.4.2.1 Chuẩn bị phản ứng 38 2.4.2.2 Tiến hành phản ứng 38 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 42 3.1 NGHIÊN CỨU XÚC TÁC ĐIỀU CHẾ 43 vi 3.2 NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT LÝ HÓA CỦA XÚC TÁC 44 3.2.1 Thành phần pha các xúc tác 44 3.2.1.1 Thành phần pha xúc tác CuZnAl và 2,5M-CuZnAl (M: Pd, Ni, Cr, Mn, Ce, Zr) 44 3.2.1.2 Thành phần pha xúc tác tối ưu Cr-CuZnAl và Mn-CuZnAl 45 3.2.2 Kết quả đo chuẩn độ xung và đo diện tích bề mặt riêng .46 3.2.3 Kết quả đo TPR 48 3.2.3.1 Các xúc tác CuZnAl và 2,5M-CuZnAl (M: Pd, Ni, Cr, Mn, Ce, Zr) .48 3.2.3.2 Các xúc tác Cr-CuZnAl và Mn-CuZnAl với hàm lượng phụ gia khác 50 3.2.4 Kết quả đo TPD 52 3.3 HOẠT TÍNH CỦA XÚC TÁC TRONG PHẢN ỨNG TỔNG HỢP DME…… .55 3.3.1 Hoạt tính xúc tác CuZnAl và 2,5M-CuZnAl (M: Pd, Ni, Cr, Mn, Ce, Zr) 55 3.3.2 Hoạt tính xúc tác CuZnAl biến tính với hàm lượng Cr2O3, MnO2 khác 61 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHI 65 4.1 KẾT LUẬN 66 4.1.1 Vai trò phụ gia đối với tính chất lý hóa xúc tác CuZnAl 66 4.1.2 Hoạt độ xúc tác 66 4.2 KIẾN NGHI 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO .67 PHỤ LỤC 70 vii Hình 1.5 Phổ XRD mẫu 2,5Zr-CuZnAl Hình 1.6 Phổ XRD mẫu 2,5Cr-CuZnAl 72 Hình 1.7 Phổ XRD mẫu 2,5Mn-CuZnAl Hình 1.8 Phổ XRD mẫu 1,0Cr-CuZnAl 73 Hình 1.9 Phổ XRD mẫu 1,5Mn-CuZnAl Hình 1.10 Phổ XRD mẫu γ-Al2O3 đồng nhỏ giọt nung 550oC 74 PHỤ LỤC DIỆN TÍCH BỀ MẶT RIÊNG CỦA CÁC XÚC TÁC 2.1 Kết quả đo diện tích bề mặt riêng xúc tác 2,5Mn-CuZnAl 75 2.2 Kết quả đo diện tích bề mặt riêng xúc tác 2,5Cr-CuZnAl 76 2.3 Kết quả đo diện tích bề mặt riêng xúc tác 2,5Ni-CuZnAl 77 2.4 Kết quả đo diện tích bề mặt riêng xúc tác 2,5Pd-CuZnAl 78 2.5 Kết quả đo diện tích bề mặt riêng xúc tác 2,5Zr-CuZnAl 79 2.6 Kết quả đo diện tích bề mặt riêng xúc tác 1,0Cr-CuZnAl 80 2.7 Kết quả đo diện tích bề mặt riêng xúc tác 1,0Mn-CuZnAl 81 2.8 Kết quả đo diện tích bề mặt riêng xúc tác 1,5Mn-CuZnAl 82 2.9 Kết quả đo diện tích bề mặt riêng xúc tác 0,5Cr-CuZnAl 83 2.10 Kết quả đo diện tích bề mặt riêng xúc tác 2,5Ce-CuZnAl 84 2.11 Kết quả đo diện tích bề mặt riêng xúc tác 0,5Mn-CuZnAl 85 2.12 Kết quả đo diện tích bề mặt riêng xúc tác 1,5Cr-CuZnAl 86 ... xúc tác hiện CuO- ZnO/ γ- Al2O3 17 1.5 BIẾN TÍNH HỆ XÚC TÁC CuO- ZnO/ γ- Al2O3 18 1.5.1 Hệ xúc tác CuO- ZnO/ γ- Al2O3 biến tính ZrO2 .18 1.5.2 Hệ xúc tác CuO- ZnO/ γ- Al2O3 biến tính... LIỆU DME (DIMETYL ETE) TỪ KHÍ TỔNG HỢP TRÊN HỆ XÚC TÁC CuO- ZnO/ γ- Al 2O3 BIẾN TÍNH VỚI CÁC KIM LOẠI KHÁC NHAU II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG + Điều chế chất mang γ- Al2O3 bằng phương pháp... quá trình tạo DME là CuO+ ZnO/ Al2O3 có tỷ lệ CuO: ZnO: Al2O3 = 2:1:6 Trong luận văn xúc tác CuOZnO /γ- Al2O3 (CuO: ZnO: Al2O3 = 2:1:6) được biến tính với các kim loại khác nhau: Pd, Ni,