6. Cấu trúc luận văn
2.2. Biến tính zeolite ZSM-5 bằng xử lý kiềm-axit
Mẫu Na-ZSM-5 giàu nhôm (Zeocat PZ-2/25, ZeoChem AG) được chọn làm vật liệu ban đầu cho nghiên cứu biến tính. Quy trình thực nghiệm biến tính được trình bày trong hình 2.1, gồm 2 bước:
Hình 2.1. Quy trình biến tính zeolite ZSM-5 bằng xử lý kiềm-axit
Mẫu ZSM-5 nghiên cứu được xử lý đầu tiên trong dung dịch kiềm với nồng độ NaOH tăng (0.1-0.8 M) để tạo ra mao quản trung bình bằng cách loại một phần Si khỏi mạng tinh thể (desilication). Sau đó, các mẫu đã xử lý bằng kiềm được tiếp tục xử lý với dung dịch axit mạnh (HCl 0.5 M) để loại bỏ hoàn toàn các mảnh vụn vô định hình nhằm cải thiện tính chất bề mặt và tính axit.
Thực nghiệm:
Cân 3.0 g mẫu Na-ZSM-5 ban đầu (ký hiệu là ZSM-5-P), sau đó cho từ từ vào 100 ml dung dịch NaOH với nồng độ khác nhau (0.1-0.8 M) ở 65 oC, đồng thời khuấy đều trong 30 phút. Mẫu thu được sẽ lọc, rửa kỹ bằng nước cất, sấy khô ở 120 oC trong 12 giờ và cuối cùng nung ở 550 oC trong 3 giờ. Mẫu sau xử lý bằng kiềm được ký hiệu là MZ-xAT, trong đó MZ
65 C 30 min Mẫu ZSM-5 sau xử lýkiềm, axit (MZ-xAAT) Al Si Na-ZSM-5 (ZSM-5-P) + NaOH (0,1-0,8 M)
Mẫu ZSM-5 sau xử lý kiềm (MZ-xAT)
+ HCl (0,5 M)
65 C 2 h
Xúc tác ZSM-5 chứa maoquản trung bình
(mesoporous ZSM-5) chỉ vật liệu ZSM-5 chứa mao quản trung bình và x chỉ nồng độ NaOH (M, mol/l) sử dụng trong bước xử lý kiềm (AT).
Trong bước rửa axit tiếp theo, cân 1 g mẫu MZ-xAT cho từ từ vào dung dịch HCl 0.5 M ở 65 °C, khuấy đều trong 2 giờ, sau đó lọc, rửa, sấy và nung như quy trình xử lý kiềm ở trên. Mẫu thu được sau khi xử lý bằng kiềm-axit được ký hiệu là MZ-xAAT, trong đó AAT (alkaline-acid treatment) có nghĩa là xử lý kiềm-axit. Trước khi nghiên cứu đặc tính và đánh giá hiệu quả xúc tác, các mẫu xúc tác ZSM-5-P, MZ-xAT và MZ-xAAT được chuyển sang dạng proton bằng cách trao đổi ion hai lần trong dung dịch NH4NO3 0.5 M ở 80 °C trong 4 giờ, sau đó lọc rửa, sấy và nung như quy trình xử lý kiềm-axit ở trên để thu được mẫu xúc tác hoạt tính.