CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Thực nghiệm
2.1.2.3. Tổng hợp chất mang ZSM-5/SBA-15 với các tỉ lệ Si/Al khác nhau
Trước tiên, các dung dịch được chuẩn bị cho việc điều chế chất mang ZSM-5/SBA-15, bao gồm:
Dung dịch A: Hòa tan 2,76 gam NaOH vào 30,64 gam H2O. Bổ sung 12,84 gam Ludox vào dung dịch thu được dung dịch A.
Dung dịch B: Hòa tan 0,81 gam NaOH vào 5,22 gam H2O. Bổ sung 3,77 gam Ludox vào dung dịch trên, thu được dung dịch B.
Dung dịch C: Nhỏ từ từ 1,1 mL H2SO4 đặc vào 45 mL H2O. Thêm vào 0,57 gam Al2(SO4)3.18H2O, khuấy hòa tan.
Dung dịch D: Pha 15 mL NH3 pha trong 30 mL H2O (làm trong tủ hút, pha trong bình tam giác có nút đậy để tránh NH3 bay hơi).
Dung dịch E: Chuẩn bị 60 mL H2SO4 2,5 M, bổ sung thêm 22,5 mL H2O. Đưa
4 gam P123 vào dung dịch H2SO4, hỗn hợp được khuấy qua đêm ở nhiệt độ thường. Dung dịch F: Hòa tan 1 gam TPABr vào 4 mL H2O.
Quy trình tổng hợp chất mang ZSM-5/SBA-15 với các tỉ lệ Si/Al khác nhau được thực hiện theo sơ đồ Hình 2.1.
Theo quy trình này, trước tiên, dung dịch F được nhỏ từ từ vào dung dịch chứa
A và C. Khuấy gel tạo thành ở 500 v/p trong 24 giờ ở nhiệt độ thường. Kết tinh khuấy gel ở 170 oC trong 6 giờ. Để nguội, thu được dung dịch mầm 1 (Seed 1).
Nhỏ từ từ dung dịch B vào dung dịch mầm seed 1, khuấy 5 phút, nhỏ tiếp 0,093 mL H2SO4 đặc, khuấy 2 giờ tạo gel đồng nhất, đưa vào kết tinh khuấy 4 giờ ở 150 oC để nguội, thu được dung dịch mầm 2 (Seed 2).
Nhỏ từ từ dung dịch mầm 2 vào dung dịch E, khuấy với tốc độ 500-700 v/p, trong khoảng thời gian 24 giờ. Chỉnh pH = 5,5 bằng dung dịch D (khoảng 23 mL). Gel được kết tinh ở 90 oC trong 24 giờ.
Sản phẩm được ngâm, lọc rửa nhiều lần bằng nước cất rồi sấy khô ở 100 oC. Sau đó cân 0,5 gam vật liệu đưa vào 50 mL H2O2, chuyển vào autoclave, khuấy ở 100 oC trong 24 giờ. Sản phẩm được lọc, rửa bằng nước cất, rửa lại bằng C2H5OH (100 mL) và sấy qua đêm ở 100 oC.
Các vật liệu ZSM-5/SBA-15 có tỉ lệ Si/Al = 30, 50, 70 được ký hiệu lần lượt là HZSC-30, HZSC-50 và HZSC-70.
Lọc, ngâm, rửa, sấy ở 100 oC
ZSM-5/SBA-15
Hình 2.1. Sơ đồ tổng hợp vật liệu ZSM-5/SBA-15.
2.1.2.4. Tổng hợp vật liệu xúc tác HPA/ZSM-5/SBA-15
Pha hoạt động xúc tác HPA được đưa lên chất mang ZSM-5/SBA-15 theo quy trình sau:
Lấy 1 gam chất mang ZSM-5/SBA-15 cho vào 50 mL dung dịch NH4NO3 1,5 M, khuấy ở 70 oC trong 90 phút. Vật liệu sau khi trao đổi được lọc, rửa, sấy khô qua đêm ở 100 oC. Sau đó tiến hành đưa HPA lên vật liệu: Cho 1 gam ZSM-5/SBA-
15 đã trao đổi NH4+ vào dung dịch có chứa 1 gam HPA trong 20 mL nước cất. Khuấy mạnh hỗn hợp trong 24 giờ ở nhiệt độ thường. Lọc thu sản phẩm rắn. Rửa sản phẩm bằng hỗn hợp nước cất và C2H5OH (tỷ lệ 1:1 theo thể tích), sau đó sấy khô ở 110 oC thu được vật liệu HPA/ZSM-5/SBA-15, kí hiệu là HPA/HZSC- x (x là tỉ lệ Si/Al= 30, 50, 70).