2. 3C ÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÍNH CHÂT XÚC TÁC
3.2.4 Ạnh hưởng cụa tỷ leơ các thành phaăn oxít trong xúc tác
Đeơ khạo sát ạnh hưởng tỷ leơ thành phaăn oxít trong xúc tác, chúng tođi đã đieău chê ba mău xúc tác dựa tređn phương pháp đoăng kêt tụa laĩng đĩng với ba tỷ leơ khôi lượng CuO:ZnO:-Al2O3 : 2-1-0.5; 2-1-6; 2-1-10. Phạn ứng ở ba chê đoơ nhieơt đoơ khác nhau là 2500C, 2750C, 3000C. Các đieău kieơn thí nghieơm khác cô định như tôc đoơ dòng: 30 ml/phút; áp suât toơng: 7 at.
Kêt quạ phạn ứng cụa các mău xúc tác theo phương pháp đoăng kêt tụa laĩng đĩng được tóm taĩt trong bạng sau:
0 10 20 30 40 50 60 15 30 50 100 % V (ml/phút) DME Methanol CO2 Metan
Bảng 3-7: Toơng hợp kêt quạ các xúc tác đoăng kêt tụa laĩng đĩng Xúc tác ĐKTLĐ1 (2-1-0.5):
T (oC) H2/CO XCO (%) SoDME SoMe SoMETAN YDME (%)
250 1.53 11.13 68.23 20.86 10.91 7.59
275 1.33 11.44 62.17 25.45 12.38 7.11
300 1.23 8.72 35.92 21.09 42.99 3.13
Xúc tác ĐKTLĐ2 (2-1-6):
T (oC) H2/CO XCO (%) SoDME SoMe SoMETAN YDME (%)
250 1.11 7.23 82.87 7.29 9.84 5.99
275 2.74 13.63 82.44 10.43 7.13 11.23
300 1.81 11.65 59.95 7.27 32.78 6.98
Xúc tác ĐKTLĐ3 (2-1-10):
T (oC) H2/CO XCO (%) SoDME SoMe SoMETAN YDME (%)
250 3.15 14.19 77.29 14.78 7.93 10.97
275 2.61 16.20 76.81 11.28 11.91 12.44
300 2.96 13.65 60.50 11.18 28.33 8.26
Đoă thị :
Hình 3-13: Sự phú thuoơc cụa đoơ chuyeơn hóa và đoơ chĩn lĩc vào nhieơt đoơ cụa các mău xúc tác được đieău chê theo phương pháp đoăng kêt tụa laĩng đĩng. Đieău kieơn phạn ứng: Áp suât toơng Pt = 7 atm, Nhieơt đoơ T= 250, 275, 3000C, lưu lượng V=30ml/phút, tỷ leơ H2/CO = 1 ÷ 3
5 7 9 11 13 15 17 19 240 250 260 270 280 290 300 310 X( %) T( oC) Đợ chuyí̉n hóa - Nhiị́t đợ
ĐKTĐ1 ĐKTĐ2 ĐKTĐ3 30 40 50 60 70 80 90 240 250 260 270 280 290 300 SoDME( %) T( oC) Đợ chọn lọcDME-Nhiị́t đợ
ĐKTĐ1 ĐKTĐ2 ĐKTĐ3
Ghi chú: SoDME : đoơ chĩn lĩc DME theo sạn phaơm hữu cơ
Mău xúc tác CuO (%) ZnO (%) Al2O3 (%)
ĐKTLĐ1 :Tỷ leơ khôi lượng: 2-1-0.5 57.14 28.57 14.28 ĐKTLĐ2: Tỷ leơ khôi lượng 2-1-6 22.22 11.11 66.67 ĐKTLĐ3: Tỷ leơ khôi lượng 2-1-10 15.38 07.69 76.92 Nhìn chung, đoơ chuyeơn hóa taíng theo nhieơt đoơ, đát cực đái ở 2750C, và giạm daăn khi taíng đên 3000C. Đoơ chĩn lĩc thì giạm theo sự taíng nhieơt đoơ. Kêt quạ này cũng phù hợp với qui luaơt biên đoơi hốt tính cụa các mău xúc tác như đã nói ở các phaăn tređn.
Tỷ leơ Cu giạm khi taíng hàm lượng Al trong xúc tác. Cu là tađm hốt đoơng, do đó, khi taíng tỷ leơ Cu, thì hốt tính xúc tác sẽ taíng. Tuy nhieđn, kêt quạ phạn ứng cho thây, mău ĐKTLĐ3 cho đoơ chuyeơn hóa cao nhât, mău ĐKTLĐ2 cho đoơ chĩn lĩc tôt nhât. Như vaơy, sự taíng tỷ leơ Cu khođng tỷ leơ thuaơn với sự taíng hốt tính xúc tác. Đieău này được giại thích như sau:
Dáng Cu phađn tán cao, tức là Cu ở dáng tinh theơ mịn mới có hốt tính tôt [6, 8]. Theo phoơ XRD, ở mău ĐKTLĐ1, maịc dù lượng Cu nhieău, nhưng tinh theơ CuO có đoơ kêt tinh cao, tinh theơ CuO lớn, nghĩa là CuO sẽ toăn tái ở dáng bulk nhieău, là dáng khođng hốt tính [29], neđn hốt tính chuyeơn hóa CO thâp. Còn ở mău ĐKTLĐ3, lượng Cu ít, nhưng Cu phađn tán tôt hơn, neđn đoơ chuyeơn hóa CO cao. Ngoài ra, hốt tính xúc tác khođng phại chư phú thuoơc vào Cu mà thođi, mà còn phú thuoơc moơt phaăn vào sự tiêp xúc đụ gaăn giữa thành phaăn Cu và ZnO, và giữa hai thành phaăn tađm hốt đoơng Methanol hóa và Dehydrate Methanol.
Mău ĐKTLĐ2 có đoơ chĩn lĩc DME lái cao nhât, nhưng đoơ chuyeơn hóa chư nhỏ hơn đoơ chuyeơn hóa cụa mău ĐKTLĐ3 (13.8 % so với 16.3%). Như vaơy ta thây raỉng, mău ĐKTLĐ2 cho ta hieơu suât tôt nhât, neđn có theơ kêt luaơn, tỷ leơ 2-1-6 là tỷ leơ tôt cho phương pháp đoăng kêt tụa laĩng đĩng.