Tổng hợp zeolit từ tro rơm rạ nghiên cứu tính chất chúng Nguyễn Anh Tuấn Trường Đại học Khoa học Tư nhiên Luận văn ThS Chuyên ngành: Hóa Vô cơ; Mã số: 60 44 01 13 Người hướng dẫn: PGS TS Triệu Thị Nguyệt Năm bảo vệ: 2013 Keywords: Hóa vơ cơ; Zeolit; Tính chất; Rơm rạ Content MỞ ĐẦU Zeolit thuộc nhóm vật liệu vi xốp phát vào năm 1756 Cronstedt, nhà khoa học người Thụy Điển Thuật ngữ rây phân tử McBain đề xuất năm 1932 ông nhận thấy chabazit, loại zeolit, có tính chất hấp phụ chọn lọc phân tử nhỏ có kích thước 5Å.Với tính chất đặc biệt nên sau zeolit nghiên cứu, phát triển ứng dụng rộng rãi nhi ều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt cơng nghiệp hố dầu Hiê ̣n nay, zeolit còn đươ ̣c ứng du ̣ng nông nghiê ̣p để giải quyế t vấ n đề gây ô nhiễm rác thải nông nghiê ̣p, cụ thể rác thải rơm rạ trấu Mỗi năm Việt Nam sản xuất 40 triệu lúa Nơng dân có tập quán canh tác lúa hai đến ba vụ năm trung bình lúa cho - 1,2 rơm rạ với sản lượng lúa nay, ước tính lượng rơm rạ thải lên đến 40 - 46 triệu tấn/năm Tuy nhiên, vấn đề xử lý rơm rạ sau vụ thu hoạch lúa thực tế lại chưa có cách làm hiệu Hiê ̣n các hô ̣ dân thường đố t rơm ̣ ngoài đồ ng ruô ̣ngKết nghiên cứu cho thấy lượng khí thải CO2 phát thải vào mơi trường đốt rơm rạ ngồi đồng ruộng lớn nhất, từ 1,2 đến 4,7 triệu tấn/năm tỷ lệ rơm rạ đốt khoảng từ 20-80% Lượng phát thải loại khí thải khác CH4 1,0-3,9 ngàn tấn/năm, CO 28,3-113,2 ngàn tấn/năm Lượng khí nhà kính phát thải vào mơi trường đốt rơm rạ vùng đồng sông Hồng gây thiệt hại mơi trường tương đương từ 19,05200,3 triệu USD/năm, tùy thuộc vào tỷ lệ đốt rơm rạ (20-80%) tùy thuộc vào biến động giá mua bán quyền phát thải CO2 thị trường giới Với mục đích hướng nghiên cứu vào lĩnh vực tổng hợp khảo sát tính chất zeolit từ nguyên liệu tự nhiên giảm thiểu ô nhiễm môi trường rơm rạ, đề tài tiến hành tổng hợp zeolit từ tro rơm rạ nghiên cứu tính chất chúng REFERENCES TIẾNG VIỆT Hà Thị Lan Anh (2012), Nghiên cứu tổng hợp nano-zeolit NaX từ cao lanh Việt Nam có sử dụng phụ gia hữu cơ, Luận án tiến sĩ Hóa học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Tạ Ngọc Đôn (1999), Luận án tốt nghiệp cao học, Hà Nội Nguyễn Phi Hùng (2001), Nghiên cứu chất xúc tác chứa Zeolit ZSM-5 phản ứng craking hydrocacbon, Luận án tiến sĩ Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội PGS TS Nguyễn Phi Hùng (2013), Vật liệu mao quản ứng dụng, Giáo Trình Cao Học, Trường Đại học Quy Nhơn, Bình Định Lê Bá Lịch (4/2004),Ứng dụng chất khoáng zeolit thiên nhiên chăn nuôi, Đặc san khoa học kỹ thuật thức ăn chăn nuôi, Hiệp hội thức ăn chăn nuôi Việt Nam Từ Văn Mặc (1995), Phân tích hóa lý, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Hữu Phú (2000),Giáo trình Hóa lý, NXB Khoa họckĩ thuật, Hà Nội Hồ Viết Quý (2007), Các phương pháp phân tích cơng cụ hóa học đại, Nhà xuất Đại học Sư phạm Hà Nôi, Hà Nội Mai Tuyên, zeolit- rây phân tử và những khả ứng dụng thực tế đa dạng , Viê ̣n hóa ho ̣c công nghiê ̣p Viê ̣t Nam, Hà Nội 10 Mai Tuyên (2004), Xúc tác zeolit công nghiệp lọc dầu, NXB Khoa học kĩ thuật, Hà Nội 11 Nguyễn Đình Tuyến, Nguyễn Thế Anh, Nguyễn Ngọc Tùng, Đỗ Thu Hương (2009), “tổng hợp zeolit A, zeolit X từ tro bay phương pháp microwave”, Tạp chí Hóa học, T 47 (6B), Tr 127 – 131 12 Đào Văn Tường (2006), Động học xúc tác, NXB Khoa học kĩ thuật, Hà Nội 13 Đặng Xuân Tập (2002), Nghiên cứu tổng hợp tính chất chất hấp phụ chứa Zeolit từ tro bay Việt Nam, Luận án tiến sĩ Hóa học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 14 Trần Quang Vinh, Nguyễn Thị Thanh Loan, Lê Thị Hoài Nam, Chu Văn Giáp (2009), “Nghiên cứu ảnh hưởng nguồn silic tới hình thành cấu trúc vật liệu zeolit Y”, Tạp chí Hóa học, T 47 (6B), Tr.103-109 TIẾNG ANH 15 ASTM D-3907 (1987), Microactivity Test 16 ASTM D-86 (1982), Petrolium Distillation 17 JW Macbain (1932), the Sorption of Gases , Rutlege 18 Jacobs P A (1992), in “Zeolite microporous solid: synthesis, structure and reactivity”, Zeo.: Scie and Tech., NATO ASI series, Kluwer Academic Pub., Dordrecht, p.3 19 Bartholomew C H., Barker R.T.H and Dadyburjor D.B (1991), Stabiliry of Supported Catalysts: Sintering and Redispersion, ed J.AHorsley Catalytica, Studies Division 20 Meier W M And Olson D H (1992), Atlas of zeolite structure types, ButterworthHeinemann 21 Breck D W., Eversole W G., J Amer Chem Soc., (1956), 78, 5963 22 Breck D W (1964), U.S Patent 3130007 23 D.W Breck (1984), zeolite Molecular Sieves, structure, chemistry and Use, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1974; reprinted by Krieger, Malabar, Florida 24 Argauer R J., Landolt G R (1972), U.S Patent 3702886 25 Kokotailo G T., Lawton S L., Olson D H., Meier W M (1978), “Structure of synthesis zeolite ZSM-5”, nature, 272, p.438 26 Domine D, Quobex J (1968), “Molecular Sieves”, Society of Chemical Industry, London, pp 78 - 84 27 Chen N.Y., Garwood W E., Dwyer F G.,; (1989), “Shape Selective Catalysis in Industrial Application”, Marcel Dekker, Inc New York and Basel, 28 Donald W Breck (1974), Zeolit molecular sieves – Structure, Chemistry and Use, New York 29 Corma A (1997), From Microporous to Mesoporous Melecular Sieves Materials and their Use in Catalysis, Chem Rev 30 Cornelius E B., Miliken T H., Mills G.A., Oblad A.G (1955), Surface Strain Oxide Catalysts Alumina, J Phys Chem 31 Deluca J.P and Camphell L.E (1977), “Monolithic Catalyst Supports, in Advanced Materials in Catalysis”, eds J.J Burton and R.L Garten, Academic Press, New York 32 Erni Johan, Kiyotoshi Ogami, Zaenal Abidin, Naoto Matsue, Teruo Henmi, “Synthesis of Zeolite MFI from Rice Husk Ash and Its Ability for VOCs Adsorption”, Faculty of Agriculture, Ehime University 33 Flanigen M., Leonard B Sand (1971), Molecular sieve zeolites I, Amer Chem Soc., Washington D.C 34 Farrauto R.J and Bartholomew C.H (1997), “Fundamentals of industrial catalytic processes”, p 58 – 82, London, New York, Tokyo, Melbourne 35 Hadi Nur (2001), “Direct synthesis of NaA zeolite fromrice husk and carbonaceous rice husk ash”, Catalysis Research Center, Hokkaido University, Sapporo 060-0811, Japan 36 Huang Y.Y (1980) J Catal; p61 37 Jatuporn Wittayakun, Pongtanawat Khemthong, and Sanchai Prayoonpokarach (2007), “Synthesis and characterization of zeolite NaY from rice husk silica”, School of Chemistry, Institute of Science, Suranaree University of Technology, Nakhon Ratchasima, 30000 Thailand 38 Larocca M et al (1990), “Catalyst Deactivation by Ni and V Contaminants”, Ind Eng Chem Res P29-30 39 Magee J S and Blazek J J (1976), “Preparation and Perfomance of Zeolite Cracking Catalysts”, in Zeolite Chemistry and Catalysis, ACS Monograph 171, ed J A Rabo American Chemical Society, Washington, DC, chap.11 40 Kulkarni S, B., Shiralkar V P., Kosthane A N., Borade R B., Ratnasamy P (1982), “Studies in the synthesis of ZSM-5 zeolites”, Zeolites, 2, pp 313-318 41 K.D Mondale, R.M Carland and F.F Aplan (1995), “the comparative ion exchange capacities of natural sedimentary and synthetic zeolites”, minerals engineering, vol.8, No 4/5, pp 535-548 42 Maier W M (1968), Molecular sieves, Society of chemical industry; London 43 Milton R (1959), U.S Patent, No 2882244 44 Rabo J.A (1984), “Unifying principles in zeolite chemistry and catalysis”, Zeo: Sci and Tech., NATO ASI series, Martinus Ni jhoff Pub., The hague, p.292-315 45 Sathy Chandrasekhar, P.N Pramada (2001), “Sintering behaviour of calcium exchanged low silica zeolites synthesized from kaolin”, Ceramics International, 27, pp 105-114 46 Treacy M M J., Higgins J B., von Ballmoos R (1996), Collection of simulated XRD powder patterns for zeolites, Elsevier, p 523 47 Wojciechowski B.W and Corma A (1986), Catalytic Cracking, Catalysts, Chemistry, and Kinetics, Marcel Dekker, New York 48 Zahra Ghasemi and Habibollah Younesi (2010), “Preparation and Characterization of Nanozeolite NaA from RiceHusk at Room Temperature without Organic Additives”, Department of Environmental Science, Faculty of Natural Resources and Marine Sciences, Tarbiat Modares University ... hướng nghiên cứu vào lĩnh vực tổng hợp khảo sát tính chất zeolit từ nguyên liệu tự nhiên giảm thiểu ô nhiễm môi trường rơm rạ, đề tài tiến hành tổng hợp zeolit từ tro rơm rạ nghiên cứu tính chất chúng. .. học xúc tác, NXB Khoa học kĩ thuật, Hà Nội 13 Đặng Xuân Tập (2002), Nghiên cứu tổng hợp tính chất chất hấp phụ chứa Zeolit từ tro bay Việt Nam, Luận án tiến sĩ Hóa học, Trường Đại học Bách khoa... kính phát thải vào mơi trường đốt rơm rạ vùng đồng sơng Hồng gây thiệt hại môi trường tương đương từ 19,05200,3 triệu USD/năm, tùy thuộc vào tỷ lệ đốt rơm rạ (20-80%) tùy thuộc vào biến động giá