6. Cấu trúc luận văn
3.1.2. Nghiên cứu tính chất axit
Ảnh hưởng của quá trình xử lý kiềm-axit đến tính chất axit dựa của các mẫu xúc tác được nghiên cứu bằng phương pháp giải hấp phụ ammoniac theo chương trình nhiệt độ NH3-TPD. Kỹ thuật này cung cấp thông tin về số lượng và độ mạnh của các tâm axit. Kết quả trình bày trong hình 3.11, hình 3.12 và bảng 3.6, bảng 3.7. Đường giải hấp phụ NH3-TPD của mẫu ZSM-5-P thể hiện
hai đỉnh giải hấp ở các nhiệt độ khác nhau. Đỉnh nhiệt độ thấp (LTP, khoảng 200 °C) tương ứng với NH3 được giải hấp phụ trên các tâm axit yếu, trong khi đỉnh giải hấp phụ ở nhiệt độ cao (HTP, khoảng 450 °C) là do NH3 được giải hấp từ các tâm axit mạnh. Xử lý bằng kiềm nhẹ (NaOH 0.1 M) làm tăng cường độ HTP so với ZSM-5-P. Điều này có thể giải thích là mẫu ZSM-5 thương mại ZSM-5-P thường chứa một phần vô định hình.
Bảng 3.6. Số liệu về axit tổng đặc trưng bằng phương pháp NH3-TPD của các mẫu vật
liệu ZSM-5-P và MZ-xAT, với x là nồng độ kiềm (M)
Mẫu Axit tổngd (mmol NH3/g)
ZSM-5-P 1.24 MZ-0.1AT 1.31 MZ-0.3AT 1.39 MZ-0.5AT 1.26 MZ-0.7AT 1.13 MZ-0.8AT 1.22
Tuy nhiên, khi xử lý kiểm ở nồng độ cao, cường độ của HTP giảm dần, chỉ dấu cho thấy sự giảm số lượng tâm axit mạnh. Theo kết quả nghiên cứu đã công bố [16, 24], quá trình khử nhôm nội mạng (FAl) thành nhôm ngoại mạng (EFAl) xảy ra đáng kể ở nồng độ kiềm cao (> 0.3M), do đó làm giảm số lượng các tâm axit mạnh do các tâm axit mạnh chủ yếu được hình thành từ nhôm nội mạng. Có thể thấy, đường giải hấp phụ NH3-TPD của MZ-0.7AT và MZ-0.8AT chỉ thể hiện một LTP (khoảng 200 °C). Tổng số lượng tâm axit của MZ-xAT ước tính từ diện tích pic của đường giải phấp phụ NH3-TPD được trình bày trong bảng 3.6. Sự thay đổi giảm mạnh số lượng tâm axit cho thấy sự hình thành nhôm ngoại mạng EFAl ở nồng độ NaOH cao hơn.
Hình 3.11. Đường giải hấp phụ NH3-TPD của mẫu ZSM-5-P và mẫu được MZ-xAT, với x là nồng độ kiềm (M)
Bảng 3.7. Số liệu về axit tổng đặc trưng bằng phương pháp NH3-TPD của các mẫu vật
liệu ZSM-5-P và MZ-xAAT, với x là nồng độ kiềm (M)
Mẫu axit tổngd (mmol NH3/g)
ZSM-5-P 1.24 MZ-0.1AAT 0.98 MZ-0.3AAT 0.85 MZ-0.5AAT 0.71 MZ-0.7AAT 0.05 MZ-0.8AAT 0.42
Sau khi xử lý axit, các mẫu MZ-xATT thu được có cường độ HTP tăng lên, đặc biệt đối với MZ 0.7AAT và MZ-0.8AAT, chỉ dấu cho thấy sự đóng
góp của các tâm axit mạnh đã được khôi phục phần lớn, hình 3.12. Tuy nhiên, độ axit tổng của MZ-xAAT giảm đáng kể khi tăng nồng độ kiềm, bảng 3.7. Kết quả này chứng tỏ các mảnh vụn chứa nhôm ngoài mạng EFAl đã tạo ra các tâm axit, nhưng chủ yếu là các tâm axit yếu và trung bình. Do đó, việc loại bỏ hoàn toàn các mảnh vụn nhôm bằng cách xử lý axit làm giảm số lượng tâm axit, nhưng tăng sự đóng góp của các tâm axit mạnh.
Hình 3.12. Đường giải hấp phụ NH3-TPD của mẫu ZSM-5-P và mẫu được
MZ-xAAT, với x là nồng độ kiềm (M)