Khi thay đổi nhiệt độ hoạt hĩa ở 200°C, 300°C và 350°C trong thời gian 3 giờ với tốc độ thể tích H2 0,86h-1, độ phân tán Pd và đường kính hạt hoạt động cĩ sự thay đổi rõ rệt như quan sát thấy trong bảng 3.12.
Bảng 3.12. Độ phân tán Pd trên xúc tác khi thay đổi nhiệt độ hoạt hĩa
Điều kiện hoạt hĩa xúc tác PC-2_2%
Độ phân tán Pd, DPd (%) Đường kính hạt Pd hoạt động, dPd (nm) Nhiệt độ hoạt hĩa, T (°C)
Thời gian hoạt hĩa, (giờ) Tốc độ thể tích H2, (h-1) 200 3 0,86 24,2 5,1 300 3 0,86 55,4 2,3 350 3 0,86 22,9 5,3
Từ bảng 3.12 cĩ thể thấy độ phân tán Pd trong PC-2_2% giảm dần theo thứ tự: hoạt hĩa ở 300°C (55,4%) > 200°C (24,2%) > 350°C (22,9%), cịn đường kính hạt hoạt động tăng theo thứ tự 300°C (2,3nm) < 200°C (5,1nm) < 350°C (5,3nm). Sự khác biệt thể hiện rõ nhất ở mẫu được hoạt hĩa ở nhiệt độ 300°C với độ phân tán Pd cao gấp đơi và đường kính hạt nhỏ bằng một nửa các trường hợp hoạt hĩa ở 200°C và 350°C.
Do đĩ, các nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian hoạt hĩa (2 giờ, 3 giờ và 4 giờ) sẽ được tiếp tục thực hiện ở nhiệt độ 300°C và tốc độ thể tích H2 0,86h-1. Kết quả xác định độ phân tán Pd và đường kính hoạt động của Pd khi thay đổi thời gian hoạt hĩa được trình bày trong bảng 3.13.
Bảng 3.13. Độ phân tán Pd trên xúc tác khi thay đổi thời gian hoạt hĩa
Điều kiện hoạt hĩa xúc tác PC-2_2%
Độ phân tán Pd, DPd (%) Đường kính hạt Pd hoạt động, dPd (nm) Nhiệt độ hoạt hĩa, T (°C)
Thời gian hoạt hĩa, (giờ) Tốc độ thể tích H2, (h-1) 300 2 0,86 26,0 4,7 300 3 0,86 55,4 2,3 300 4 0,86 29,8 3,6
Bảng 3.13 cho thấy, khi thay đổi thời gian hoạt hĩa thì độ phân tán Pd ở PC-2_2% giảm theo thứ tự: 3 giờ (55,4%) > 4 giờ (29,8%) > 2 giờ (26,0%), cịn đường kính Pd hoạt động tăng từ 3 giờ (2,3nm) < 4 giờ (3,6nm) < 2 giờ (4,7nm). Như vậy, thời gian hoạt hĩa 3 giờ cho phép tạo ra số Pd tâm hoạt động nhiều nhất thể hiện ở độ phân tán Pd cao nhất và đường kính hạt hoạt động nhỏ nhất.
Nghiên cứu tiếp theo về ảnh hưởng của tốc độ thể tích H2 (0,64h-1, 0,86h-1 và 1,07h-1) trong quá trình hoạt hĩa xúc tác PC-2_2% được thực hiện ở nhiệt độ 300°C trong thời gian
3 giờ. Kết quả xác định độ phân tán Pd và đường kính hoạt động của Pd bằng hấp phụ hĩa học xung CO được trình bày trong bảng 3.14.
Bảng 3.14. Độ phân tán Pd trên xúc tác khi thay đổi tốc độ thể tích H2 hoạt hĩa
Điều kiện hoạt hĩa xúc tác PC-2_2%
Độ phân tán Pd, DPd (%) Đường kính hạt Pd hoạt động, dPd (nm) Nhiệt độ hoạt hĩa, T (°C)
Thời gian hoạt hĩa, (giờ) Tốc độ thể tích H2, (h-1) 300 3 0,64 22,1 5,4 300 3 0,86 55,4 2,3 300 3 1,07 29,0 4,3
Quan sát bảng 3.14 cĩ thể thấy, khi thay đổi tốc độ thể tích H2 trong quá trình hoạt hĩa xúc tác thì độ phân tán Pd ở PC-2_2% giảm theo thứ tự: 0,86h-1
(55,4%) > 1,07h-1 (29,0%) > 0,64h-1 (22,1%), cịn đường kính Pd hoạt động tăng theo thứ tự 0,86h-1 (2,3nm) < 1,07h-1 (4,3nm) < 0,64h-1 (5,4nm). Như vậy, tốc độ thể tích H2 cho quá trình hoạt hĩa ở mức 0,86h-1 cho phép tạo ra nhiều tâm hoạt động nhất.
Từ các nghiên cứu trên, điều kiện thích hợp để hoạt hĩa xúc tác PC-2_2% là nhiệt độ 300°C, trong thời gian 3 giờ với tốc độ thể tích H2 0,86h-1. Để xác nhận lại lần nữa sự phân bố của các hạt kim loại trong xúc tác khi hoạt hĩa ở các điều kiện này, mẫu PC-2_2% sau hoạt hĩa được chụp ảnh TEM. Kết quả thể hiện trên hình 3.36.
Hình 3.36. Ảnh TEM của PC-2_2% sau quá trình hoạt hĩa
Từ hình 3.36 cĩ thể thấy, so với kích thước của PdO trong PC-2_2% trước quá trình hoạt hĩa nằm trong khoảng 10 ÷ 20nm (hình 3.31b), sau quá trình hoạt hĩa PdO chuyển về Pd kim loại cĩ kích thước nhỏ hơn nhiều, chỉ từ 2 ÷ 6nm. Điều này càng chứng tỏ các PdO và CuO ở điều kiện hoạt hĩa thích hợp đã được chuyển hết về Pd và Cu hoạt động. Lý giải về ảnh hưởng của từng yếu tố trong quá trình hoạt hĩa sẽ được trình bày chi tiết trong phần