Thí nghiệm sơ bộ xác định khả năng loại H2S của 2 mẫu vật liệu Fe/MgO, FM1 (MgO điều chế từ MgC2O4) và FM3 (MgO thương mại), trong qui trình lỏng được thực hiện theo sơ đồ đã được đưa ra trên hình 2.1.
Điều kiện thí nghiệm:
Áp suất làm việc: 1.03 at Hàm lượng vật liệu: 2 g/l Lưu lượng khí: 0,7 l/p Tỉ lệ lỏng/ khí: 600 l/m3 Nông độ H2S: 15000 ppm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 50 0 20 40 60 80 100 0 5 10 15 20 25 Thời gian (h) H iệ u su ất lo ại H 2S ( % ) FM1 FM3
Hình 3.18. Hiệu suất loại H2S của các vật liệu Fe/MgO theo qui trình lỏng
Kết quả từ đồ thị cho thấy, các vật liệu đã chế tạo có khả năng loại H2S rất tốt. Tính tới thời gian ứng với hiệu quả loại bỏ H2S 100%, dung lượng H2S mà vật liệu FM3 có thể xử lý đạt khoảng 3.2 g H2S/g vật liệu, có thể xem là tương đương với tài liệu đã công bố [11, 12]. Đặc biệt với mẫu FM1 (được tổng hợp với MgO tự điều chế từ MgC2O4), dung lượng xử lý H2S đã tăng vượt trội, tới 6.9 g H2S/g vật liệu.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
51
KẾT LUẬN
Từ các kết quả thực nghiệm, có thể rút ra một số kết luận sau:
Đã tổng hợp được vật liệu nano MgO đơn pha hợp từ hai sản phẩm trung gian là MgC2O4 và Mg(OH)2. Các vật liệu tổng hợp có diện tích bề mặt tăng vượt trội so với MgO thương mại, đặc biệt là MgO điều chế từ Mg(OH)2.
Đã tổng hợp được vật liệu Fe/MgO bằng phương pháp tẩm ướt dung dịch muối sắt Fe(NO3)3 lên các mẫu vật liệu MgO khác nhau. Các kết quả xác định đặc trưng vật liệu cho thấy sắt phân tán đều trong mạng MgO, tạo thành vật liệu với kích thước hạt nhỏ và khá đồng đều.
Đã tổng hợp được vật liệu nanocomposite Fe/MgO/bentonite bằng phương pháp trộn cơ học giữa Fe/bentonite với Fe/MgO và bằng phương pháp kết tủa từ muối FeCl3 trong sự có mặt bentonite biến tính. Các vật liệu tổng hợp được chứa oxit sắt ở dạng α-Fe2O3 với kích thước hạt rất nhỏ và diện tích bề mặt khá lớn, đặc biệt mẫu tổng hợp bằng phương pháp kết tủa có diện tích bề mặt tới trên 160m2/g. Đặc trưng này là yếu tố rất quan trọng với mục đích làm vật liệu xúc tác oxi hóa xử lý khí H2S.
Kết quả sơ bộ xử lý khí H2S trên mẫu Fe/MgO cho thấy vật liệu đã tổng hợp có khả năng xử lý H2S rất tốt, tương đương hoặc cao hơn so với vật liệu trong một số công trình đã công bố.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
52
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt:
1. Lưu Minh Đại, Nguyễn Thị Tố Loan, Đào Ngọc Nhiệm (2009) “Tổng
hợp α-Fe2O3 kích thước nanomet bằng phương pháp đốt cháy gel và sử
dụng để hấp phụ Asen”. Tuyển tập báo cáo hội nghị xúc tác-hấp phụ
toàn quốc lầm thứ 5.
2. Vũ Đăng Độ (2004), Các phương pháp vật lý trong hóa học, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội.
3. Nguyễn Thị Hạnh (2010), Tổng hợp vật liệu gốm diopzit
CaO.MgO.2SiO2 và nghiên cứu ảnh hưởng của talc đến cấu trúc, tính
chất của vật liệu, Luận văn thạc sỹ, Đại học khoa học tự nhiên – ĐHQG
Hà Nội.
4. Dương Nguyên Khang, Hiện trạng và xu hướng phát triển công nghệ
Biogas ở Việt Nam, Báo cáo Hội nghị khoa học khoa CNTY 12/2008,
ĐH Nông Lâm TPHCM
5. Hoàng Nhâm (2000), “Hóa Vô Cơ”, Tập 3, NXB Giáo Dục.
6. Lê Hồng Phúc, Nghiên cứu, tổng hợp các hạt Oxit Sắt Fe3O4 kích thước Nano bằng phương pháp đồng kết tủa để ứng dụng trong Y học và Sinh học, Luận văn thạc sĩ (Trường Đại học Công nghệ -2008)
7. Nguyễn Đình Triệu (2007), “Các phương pháp phổ trong hóa học hữu
cơ và hóa sinh”, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội.
8. Phạm Văn Lâm, Arsenic removal fom drinking water using ourselves
manufactured nanocomposite NC-MF and NC –F20, Vietnam – Japan
Seminar on “Biological filtration simultaneous removal of arsenic from water”, HaNoi, VietNam (2011).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
53
Tiếng Anh:
9. Zhen-Xing Tang, Lu-E Shi, Prepation of nano-MgO using ultrasonic
method and its characteristics, Ecl. Quím., São Paulo, 33(1): 15-20, 2008
10. En.wikipedia.org/wiki/ Magnesium_oxide.
11. Eun-Ku Lee at al., Support effects in catalytic wet oxidation of H2S to sulfur on supported iron oxide catalysts, Applied Catalysis A: General 284, 1–4 (2005).
12. Eun-Ku Lee, Kwag-Deog Jung, Oh-Shim Joo and Yong-Gun Shul (2004), Selective Oxidation of Hydrogen Sulfide to Elemental Sulfur with
Fe/MgO Catalysts in a Slurry reactor, Bull. Korean Chem. Soc., Vol. 26,
No. 2, p.281-284 (2005).
13.Guobing Yan , Yubo Jiang , Chunxiang Kuang , Shuai Wang , Haichao Liu , Yan Zhang and Jianbo Wang (2010), Nano-Fe2O3-catalyzed direct
borylation of arenes, Supplementary Material (ESI) for Chemical
Communications The Royal Society of Chemistry, 1-34 ( 2010).
14.Fatemeh Mohandes, Fatemeh Davar, Masoud Salavati-Niasari,
Magnesium oxide nanocrystals via thermal decomposition of magnesium
oxalate, J. of Physics and Chemistry of Solids 71, 1623–1628 (2010)
15.Huang L, Li DQ, Lin YJ, Wei M, Evans DG, Duan X., Controllable
preparation of Nano-MgO and investigation of its bactericidal properties,
Journal of Inorganic Biochemistry, Vol. 99 (5), 986–993 2005
16.K. Venkateswara Rao, C. S. Sunandana (2008), Structure and microstructure of combustion synthesized MgO nanoparticles and nanocrystalline MgO thin films synthesized by solution growth route, J. Mater Sci 43:146–154.
17.Kwang-Deog Jung, Oh-Shim Joo, Seong-Hoon Choo, Sung-hwan Han,
Catalytic wet oxidation of H2S to sulfur on Fe/MgO catalyst, Applied
Catalysis A: General 240 (2003), p. 235–241 (2003).
18.Niratitsai Rakmak Wisitree Wiyaratn and Juntima Chungsiripon (2009),
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
54
Technique for Hydrogen Sulfide Removal, Chemical Engineering Journal
Vol.162, Issue 1, p. 84-90 (2010).
19.T. Lopez, I. Garcia-Cruz, and R. Gomez, Synthesis of Magnesium Oxide by the Sol-Gel Method: Effect of the pH on the Surace Hydroxylation, Journal of Catalysis 127, 75-85 (1991).
20.Xianchun Chen- Jun Ou- Yan Wei- Zhongbin Huang- Yunqing Kang- Guangfu Yin, (2010), Effect of MgO contents on the mechanical properties and biological performances of bioceramics in the
MgO.CaO.SiO2, J Mater Sci: Mater Med, pp, 1463- 1471.
21.Nicolas Abatzoglou, Areview of biogas purification processes, Biofuels Bioprod. Bioref, 3, 42-71 (2009); DOI 10.1002/bbb.
22.D. L. Heguy, G. J. Nagl, Consider optimized iron redox processes to
remove sulful, Hydrocarbon processing, Jan. 2003 issue 53-57.
23.L. C. A. Oliveira, R. V. R. A. Rios, J. D. Fabris, K. Sapag, V. K. Garg, and R. M. Lago, Clay-iron oxide magnetic composites for the adsorption
of contaminants in water, Applied Clay Science, 22(4), 169-177 (2003).
24.Ahmed S. Al-Kady,M. Gaber, Mohamed M. Hussein, El-Zeiny M. Ebeida, Structural and fluorescence quenching characterization of
hematitenanoparticles, Spectrochimica Acta Part A 83, 398-405 (2011).
25.Jana Drbohlavova, Radim Hrdy, Vojtech Adam, Rene Kizek, Oldrich Schneeweiss and Jaromir Hubalek, Preparation and properties of
various magnetic nanoparticles, Sensors 9, 2352-2362; doi:
10.3390/s90402352 (2009).
26.S.K. Sahoo, K. Agarwal, A.K. Singh, B.G. Polke and K.C. Raha,
Characterization of γ- and α-Fe2O3 nano powders synthesized by
emulsion precipitation-calcination route and rheological behaviour of α- Fe2O3, International Journal of Engineering, Science and Technology