Từ hình 3.35 cĩ thể thấy, hoạt tính xúc tác thu được cao nhất và ổn định nhất trên mẫu PC-2_2% (85%)> PC-2_2,55% (68%)> PC-2_1,45% (63%). Vậy mẫu cĩ độ phân tán Pd cao và kích thước hạt Pd hoạt động nhỏ sẽ cho hiệu quả phản ứng HDC TTCE cao, đĩ chính là PC-2_2% với hàm lượng Pd 0,9%kl và Cu 1,1%kl.
3.8. Nghiên cứu xác định điều kiện hoạt hĩa xúc tác
Với các phản ứng được xúc tác bởi các tâm kim loại, hoạt hĩa xúc tác đĩng vai trị rất quan trọng, vì đây là quá trình chuyển các oxyt kim loại về dạng kim loại hoạt động, quyết định đến số lượng cũng như sự phân tán các tâm hoạt động trong xúc tác. Vì vậy, trong phần này, điều kiện thích hợp để hoạt hĩa xúc tác PC-2_2% cho quá trình HDC TTCE sẽ được tập trung nghiên cứu xác định. Các thơng số chính được khảo sát đĩ là nhiệt độ, thời gian và tốc độ thể tích hydro sử dụng cho quá trình hoạt hĩa xúc tác.
3.8.1. Ảnh hưởng của điều kiện hoạt hĩa xúc tác đến độ phân tán Pd
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.
95
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
96
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.