Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng
Sv: Vũ Thị Ngọc Lương - HD1001 1 LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên, em muốn nói là lời cảm ơn sâu sắc nhất đến Tiến sỹ Nguyễn
Hồng Liên. Cô đã tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ em rất nhiều trong suốt quá
trình làm đồ án tốt nghiệp. Dƣới sự hƣớng dẫn của cô em có thể chủ động sắp
xếp công việc của mình trong quá trình nghiên cứu làm đồ án.
Em xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến các thầy cô và các anh chị trong PTN
CN Lọc Hoá dầu và Vật liệu xúc tác
đã giúp đỡ em rất nhiều. Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn
chân thành nhất đến Thạc sĩ Chu Thị Hải Nam. Chị đã hƣớng dẫn và chỉ bảo cho
em rất nhiều về tác phong làm việc trong quá trình nghiên cứu để hoàn thành
bản đồ án.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô ở Khoa môi trƣờng
đặc biệt là các thầy cô đã giảng dạy trong
ngành Hoá dầu, gia đình và bạn bè em đã tạo mọi điều kiện về vật chất cũng nhƣ
về tinh thần giúp cho em hoàn thành bản đồ án này.

Hải Phòng, ngày 05 tháng 07 năm 2010

Vũ Thị Ngọc Lƣơng
Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng
Sv: Vũ Thị Ngọc Lương - HD1001 2
MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 4
PHẦN 1 6

PHẦN 3 42
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 42
3.1. ĐẶC TRƢNG HÓA LÝ CỦA CHẤT MANG VÀ XÚC TÁC 42
3.1.1. Đặc trưng pha tinh thể của chất mang và xúc tác 42
43
3.1.3. Hàm lượng kim loại mang lên chất mang 43
3.1.4. Đ 45
3.2. HOẠT TÍNH XÚC TÁC Pd-Ni/ γ-Al
2
O
3
47
3.2.1. Hoạt tính xúc tác của các mẫu đơn kim loại Me/γ-Al
2
O
3
47
3.2.2. Hoạt tính của xúc tác Pd-Ni/γ-Al2O3 dạng hạt 48
3.2.3. Hoạt tính của xúc tác Pd-/γ-Al2O3 dạng bột 49
3.2.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của hai loại γ-Al2O3 đến hoạt tính của xúc tác Pd-
Ni 50
KẾT LUẬN 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO 53

Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng
Sv: Vũ Thị Ngọc Lương - HD1001 4

MỞ ĐẦU

Hàng năm, hơn 500 công ty hóa chất lớn trên thế giới sản xuất ra 52 triệu tấn

chƣa có nhiều nghiên cứu làm sáng tỏ vai trò của kim loại thứ hai này.
Bên cạnh đó chất mang cũng là một trong những thành phần rất quan
trọng của xúc tác. Có rất nhiều chất đã đƣợc nghiên cứu sử dụng làm chất mang
trong xúc tác của quá trình HDC nhƣ C*, SiO
2
, -Al
2
O
3
, mỗi chất mang đều có
những ƣu và nhƣợc điểm khác nhau. Trong đó, -Al
2
O
3
là chất mang đƣợc
nghiên cứu nhiều và cũng là loại chất mang đƣợc sử dụng để tổng hợp xúc tác
trong nghiên cứu này.
Với mục tiêu cải thiện khả năng làm việc cũng nhƣ tính kinh tế của xúc
tác trên cơ sở kim loại quý và chất mang -Al
2
O
3
. Trong đồ án này, Niken (Ni)
là kim loại thông dụng và rẻ tiền hơn đã đƣợc nghiên cứu đƣa vào hợp phần xúc
tác với Paladi (Pd) mang trên hai loại -Al
2
O
3
là -Al
2

x là số nguyên tử clo có trong phân tử.
Dựa vào đặc điểm cấu tạo phân tử có thể chia hợp chất clo hữu cơ thành
nhiều loại khác nhau.
Theo cấu tạo gốc hydrocacbon có các loại hợp chất clo hữu cơ:
 Hợp chất clo hữu cơ no là hợp chất có nguyên tử clo liên kết với một
gốc hydrocacbon no mạch hở hay mạch vòng.
- Hợp chất clo hữu cơ mạch thẳng no.
- Hợp chất clo hữu cơ mạch vòng no.
 Hợp chất clo hữu cơ không no là hợp chất có nguyên tử clo liên kết với
một gốc hydrocacbon không no mạch hở hoặc vòng.
- Hợp chất clo hữu cơ mạch thẳng không no.
- Hợp chất clo hữu cơ mạch vòng không no.
 Hợp chất clo hữu cơ thơm là hợp chất có nguyên tử clo liên kết với một
hay nhiều vòng thơm.
Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng
Sv: Vũ Thị Ngọc Lương - HD1001 7

Hình 1: Biểu đồ tiêu thụ hợp chất clo trên thế giới năm 2005[6]
Trong tự nhiên, hợp chất clo hữu cơ đƣợc hình thành từ các hiện tƣợng tự
nhiên nhƣ trong khói của các núi lửa phun trào, cháy rừng… Còn đa số các hợp
chất này là kết quả của quá trình tổng hợp nhân tạo trong công nghiệp nhƣ: sản
xuất hóa chất, thuốc bảo vệ thực vật, sản xuất sơn, sản xuất giấy, sản xuất nhựa,
công nghiệp may mặc… Theo hình 1 ta thấy, sự phân bố của hợp chất clo vào
các ngành và sản phẩm khác nhau. Trong đó đa số hợp chất clo đƣợc sử dụng
trong công nghiệp sản xuất PVC, 21% sử dụng trong công nghiệp hữu cơ, do
Vinyl
Lƣợng hợp chất chứa clo tiêu thụ toàn cầu năm
2005
Propylen Oxit
Các hợp chất HC

1.1.2. Ứng dụng của một số hợp chất clo hữu cơ
Các hợp chất clo hữu cơ đƣợc ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp. Sau đây
là bảng tóm tắt các ứng dụng của một số hợp chất clo hữu cơ tại châu Âu.
Bảng 1: Ứng dụng của một số hợp chất clo hữu cơ [7]
Hợp chất
Lƣợng tiêu
thụ(tấn)
năm 1995
Ứng dụng
1,1,1-tricloetan

600.000
- Làm sạch kim loại (chiếm 40% sản lƣợng
tiêu thụ).
- Ứng dụng trong sơn, chất kết dính, lớp
bọc chất dẻo, chất giặt tẩy, trong công
nghiệp dệt và điện tử.
1,2,4-Triclobenzen
14.300
- Sản xuất thuốc diệt cỏ, thuốc nhuộm và
chất nhuộm màu.
Cacbon tetracloride
59.691
- Sản xuất cao su và điều chế dƣợc phẩm.
Cloroform
240.259
- Dùng làm dung môi, điều chế các hóa
chất khác, đƣợc sử dụng trong y tế.
1,1-dicloeten
(Vinylidene

164.000
- Làm chất tuyển khô.
- Làm chất làm sạch kim loại và tẩy dầu
mỡ nhờn.
- Tổng hợp hóa học.
- Làm chất tẩy rửa, mực in, thuốc nhuộm
và chất bôi trơn.
Monoclobenzen

365.000
- 77% đƣợc sử dụng để điều chế nitro
clobenzen.
- 16% đƣợc sử dụng để diều chế các chất
khác và phần còn lại dùng làm dung môi
trong công nghiệp.
Monoclophenol
2-clophenol
3-clophenol
4-clophenol
4.000
- Dùng làm hợp chất trung gian để tổng
hợp các hợp chất hữu cơ khác.
Pentaclophenol

1.000
- Sử dụng trong công nghiệp chế biến gỗ.
- Thuốc sát trùng.
- Bảo quản sản phẩm dệt.
1,2-diclobenzen


- 32% đƣợc sử dụng làm sạch dầu mỡ
nhờn bám trên kim loại, chất tạo bọt và
môi chất làm lạnh.
Tricloetylen

110.000
- Hơn 80% đƣợc sử dụng để làm sạch kim
loại, tổng hợp hóa chất, làm tăng cƣờng
khả năng bám dính của keo dính.
Vinyl cloride
22.000.000
- Chủ yếu dùng để sản xuất PVC.
1.1.3. Ảnh hưởng của hợp chất clo hữu cơ đến môi trường và con người
Các hợp chất clo đa số gây hại cho môi trƣờng và sức khỏe con ngƣời, chúng
độc với da và mắt, khi hít phải các hợp chất chứa clo dễ bay hơi có thể gây buồn
nôn, ngất xỉu, thậm chí tử vong [8].
Đối với môi trƣờng, hợp chất clo hữu cơ ảnh hƣởng rất lớn đến hệ sinh thái:
góp phần phá hủy tầng ôzôn, gây mƣa axit, và độc hại với các sinh vật sống [9].
Vì những lí do đó, chúng ta cần phải nghiên cứu xử lý triệt để các hợp chất
clo hữu cơ trƣớc khi thải vào môi trƣờng.
1.1.4. Hợp chất tetracloetylen (TTCE) [1,2,4,5,7,8,9]
a. Giới thiệu chung
Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng
Sv: Vũ Thị Ngọc Lương - HD1001 12
Tetracloetylen (TTCE) có công thức hóa học C
2
Cl
4
, đƣợc biết đến với nhiều
tên gọi khác nhƣ tetracloeten, percloetylen, percloeten, Perc, hoặc PCE, có công

1,62
Độ tan trong nƣớc (20
0
C), g.kg
-1

0,15

TTCE là chất lỏng dễ bay hơi, dễ bị phá hủy khi tiếp xúc với các kim loại
mạnh (nhƣ Ba, Li,…), xút ăn da, kalicacbonat, các oxit mạnh, …. TTCE tan
đƣợc trong rƣợu, ete, benzen, chloroform, dầu, hexan, …và hòa tan đƣợc nhiều
hợp chất hữu cơ.
c. Phƣơng pháp tổng hợp và ứng dụng của TTCE
Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng
Sv: Vũ Thị Ngọc Lương - HD1001 13
TTCE đƣợc sản xuất bằng con đƣờng clo hóa hoặc ôxy clo hóa nguyên liệu
gốc nhƣ propylen, dicloetan, clopropan hoặc clopropen. Michael Faraday là
ngƣời đầu tiên tổng hợp đƣợc TTCE bằng phƣơng pháp nhiệt phân tetracloetan :
C
2
Cl
6
→ C
2
Cl
4
+ Cl
2

Hầu hết TTCE đƣợc sản xuất bằng phƣơng pháp clo hóa các hợp chất

(hydroflocacbon) và HCFC (hydrocloflocacbon), ngoài ra còn một lƣợng
nhỏ sử dụng trong các ngành công nghiệp khác…
 25 % TTCE đƣợc dùng cho công nghiệp làm sạch và tẩy dầu mỡ bề mặt
kim loại nhờ đặc tính hòa tan đƣợc nhiều hợp chất hữu cơ và vô cơ chọn
lọc.
 15 % TTCE đƣợc sử dụng trong công nghiệp giặt khô làm sạch vải sợi. Ở
đây, TTCE đƣợc sử dụng nhƣ một dung môi có khả năng loại bỏ dầu dính
ở vải sợi sau khi đan, dệt cũng nhƣ các quá trình sử dụng máy móc khác.
TTCE có khả năng làm sạch dầu, mỡ, hydrocacbon mà không làm ảnh
hƣởng tới bản chất của vải sợi. Đây là một đặc tính rất quan trọng mà chỉ
có TTCE mới có.
 5% còn lại đƣợc sử dụng vào các mục đích khác.
Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng
Sv: Vũ Thị Ngọc Lương - HD1001 14
Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ và do sự ảnh
hƣởng của TTCE tới môi trƣờng và sức khỏe của con ngƣời, nhu cầu sử dụng
TTCE ngày một giảm và đƣợc thay thế bằng các hóa chất khác thân thiện hơn.
d. Ảnh hƣởng của TTCE tới hệ sinh thái và con ngƣời
Hàng ngày, hơn 90% TTCE đã sử dụng đƣợc thải trực tiếp ra môi trƣờng
trong đó 99,86 % thải trực tiếp vào không khí; 0,13 % vào nƣớc và 0,1% vào
đất; đã và đang gây ra những hậu quả nghiêm trọng tới môi trƣờng và sức khỏe
con ngƣời. TTCE thải vào không khí, thƣờng bị phân hủy sau một vài tuần tạo
ra những hợp chất gây ảnh hƣởng xấu tới tầng ôzôn, cũng giống những ảnh
hƣởng của chất CFC (cloflocacbon). Với một số lƣợng lớn đƣợc thải ra hàng
năm nhƣ vậy, tác động của TTCE đối với con ngƣời và môi trƣờng sống là
không nhỏ. Vì vậy đây luôn là vấn đề bức thiết thu hút các nhà khoa học trên thế
giới nghiên cứu tìm ra phƣơng pháp giảm thiểu tác động bất lợi này.
Khi con ngƣời tiếp xúc với TTCE ở một nồng độ và thời gian nhất định sẽ
có cảm giác hoa mắt, chóng mặt, đau đầu, buồn nôn, buồn ngủ và gặp khó khăn
trong giao tiếp và đi lại. Nếu tiếp xúc lâu ở nồng độ cao có thể dẫn đến hôn mê

hiện tƣợng nóng lên toàn cầu. Những công ty sản xuất lấy lại CO
2
từ sản phẩm
phụ của các quá trình sản xuất và sau đó họ tái chế CO
2
thành dung môi lỏng sử
dụng cho việc giặt quần áo. Nhƣợc điểm chín
2
vừa
rẻ vừa dƣ thừa nhƣng máy giặt khô sử dụng CO
2
lại rất cao, khoảng 40.000
USD/máy.
Tuy nhiên, bên cạnh các công nghệ thay thế mới mẻ thì vấn đề xử lý lƣợng
lớn TTCE đã đƣợc sản xuất và hiện còn tồn đọng trong môi trƣờng vẫn là một
yêu cầu cấp bách và khó khăn để tăng chất lƣợng cuộc sống của con ngƣời và
bảo vệ môi trƣờng. Ở các nƣớc nghèo với nền khoa học kỹ thuật kém phát triển
thì việc đầu tƣ cho một dây chuyền công nghệ không sử dụng TTCE vẫn còn là
một thách thức rất lớn. Vì vậy nhu cầu phát triển các phƣơng pháp xử lý TTCE
phát thải ngày càng tăng cao. Các phƣơng pháp thông thƣờng đã cho thấy hiệu
quả nhƣng lại để lại nhiều vấn đề khác nhƣ chi phí cao và sản phẩm xử lý độc
hại thì phƣơng pháp HDC mở ra một hƣớng đi mới nhằm cắt giảm giá thành
cũng nhƣ tăng độ chuyển hóa của quá trình thành các sản phẩm sạch có giá trị.
1.2. PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ HỢP CHẤT CLO HỮU CƠ
Trên thế giới hiện nay có nhiều phƣơng pháp xử lý hợp chất clo nhƣ phƣơng
pháp ôxy hóa, phƣơng pháp sinh học, phƣơng pháp khử, phƣơng pháp ôxy hóa-
khử kết hợp….
1.2.1. Phương pháp ôxy hóa
Hiện nay, trong quy mô công nghiệp hợp chất clo đƣợc xử lý chủ yếu bằng
phƣơng pháp ôxy hóa hoàn toàn. Tuy nhiên phƣơng pháp này còn tồn tại nhiều

 Nhược điểm của phương pháp:
Xúc tác thƣờng sử dụng trong quá trình này là Pd hoặc Pt trên chất mang γ-
Al
2
O
3
, tuy nhiên xúc tác thƣờng bị ngộ độc bởi chính sản phẩm chứa clo. Vấn đề
kéo dài thời gian làm việc của xúc tác đang là một bài toán đặt ra đối với các
nhà khoa học trên thế giới. Một số phƣơng pháp đã đƣợc áp dụng là thay đổi tỉ
lệ Pt hay Pd, cũng nhƣ chọn khoảng nhiệt độ làm việc thích hợp cũng có thể làm
kéo dài thời gian sống của xúc tác. Ngoài ra, một số nghiên cứu cho thấy việc
thêm một số chất giàu hydro nhƣ hexan hay toluen vào trong phản ứng để cung
cấp H
2
cho việc chuyển đổi clo thành HCl nhằm giảm lƣợng sản phẩm phụ [13].
Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng
Sv: Vũ Thị Ngọc Lương - HD1001 17
1.2.2. Phương pháp khử
Phƣơng pháp khử sử dụng dòng khí H
2
để cắt bỏ liên kết C-Cl trong hợp
chất hữu cơ chứa clo và thay thế nguyên tử clo bị loại bỏ bằng nguyên tử hydro.
Đây là một phƣơng pháp quan trọng để xử lý các hợp chất clo hữu cơ thành
các hợp chất không độc hại và có ích cho các quá trình khác của công nghệ tổng
hợp hữu cơ – hóa dầu. Phƣơng pháp này cho hiệu suất cao, có lợi thế hơn
phƣơng pháp ôxy hóa truyền thống là không sinh ra các sản phẩm thứ cấp độc
hại trong quá trình xử lý và thời gian phản ứng cũng nhanh hơn đa số phƣơng
pháp khác [14].
 Ưu điểm của phương pháp:
- Sản phẩm chính của phƣơng pháp bao gồm chủ yếu là HCl, hợp chất có thể dễ

2
O
3
) cùng với dòng khí O
2
và H
2
ở một tỉ lệ nhất định, đƣa vào thiết bị
phản ứng ở nhiệt độ trên 400
0
C. Phƣơng pháp này cho phép phá hủy cấu trúc
chứa clo của nhiều phân tử. Sự kết hợp cả quá trình ôxy hóa và quá trình khử
mang lại kết quả đặc biệt cao: hiệu suất lớn hơn 90% và xúc tác duy trì đƣợc
hoạt tính tới 2 năm. Quá trình tái sinh xúc tác có thể đƣợc thực hiện dễ dàng và
thuận tiện.
Cơ chế phản ứng với TTCE đƣợc đề xuất nhƣ sau:
CCl
2
= CCl
2
+ 5H
2

→
CH
3
– CH
3
+ 4HCl
CCl

→
2H
2
O
H
2
+ Cl
2

→
2HCl
Tổng quát:
C
2
Cl
4
+ 6H
2
+ 4O
2
→ 2CO
2
+ 4H
2
O + 4HCl
Nhƣợc điểm của phƣơng pháp này là sản phẩm không có khả năng tái sử
dụng, nhiệt cung cấp cho phản ứng còn khá lớn (nhiệt độ trên 400
0
C), nguy cơ
cháy nổ vẫn có thể xảy ra. Vì vậy phƣơng pháp này hiện mới đƣợc thử nghiệm

CHCl = CCl
2

+
H
2

→
CHCl = CHCl
+
HCl
CHCl = CHCl
+
H
2

→
CHCl = CH
2

+
HCl
CHCl = CH
2

+
H
2

→

Phản ứng HDC đã đƣợc nghiên cứu trên các xúc tác kim loại quý nhƣ Pd, Pt,
Rh…. Có rất nhiều loại xúc tác đã đƣợc thử nghiệm, xúc tác có thể là chỉ là một
thành phần pha hoạt động nhƣng xúc tác ở loại này có giá thành rất cao, ít sử
dụng trong công nghiệp. Để tiết kiệm các kim loại quý và giảm giá thành sản
phẩm, ngƣời ta thƣờng đƣa các kim loại mang trên chất mang khác nhau. Do đó,
hiện nay xúc tác là một hỗn hợp gồm nhiều thành phần với các nhiệm vụ khác
nhau nhƣ nhóm phụ trợ, nhóm hoạt động và nhóm chất mang. Tuy nhiên, xúc
tác thông thƣờng gồm hai hợp phần là pha hoạt động và chất mang. Trong đó,
Đồ án tốt nghiệp Trường ĐHDL Hải Phòng
Sv: Vũ Thị Ngọc Lương - HD1001 20
pha hoạt động giữ chức năng hoạt động hoá học, làm tăng vận tốc và tăng độ
chọn lọc của phản ứng còn chất mang thƣờng có bề mặt riêng lớn để phân tán tốt
pha hoạt động, có cấu trúc mao quản và lỗ xốp nhất định, độ bền cơ học và độ
bền nhiệt cao.
Với phản ứng HDC, rất nhiều loại xúc tác có thành phần kim loại khác
nhau mang trên các chất mang khác nhau đã đƣợc nghiên cứu và thử nghiệm.
Mỗi loại xúc tác này thƣờng chỉ thích hợp cho một số hợp chất clo cụ thể trong
quá trình HDC và đƣợc giới thiệu ở bảng 3:
Bảng 3: Một số loại xúc tác đã được nghiên cứu cho phản ứng HDC [16]
LOẠI XÚC TÁC
ĐỐI TƢỢNG CẦN XỬ LÝ
Pd/C
1,2,4,5-Tetraclobenzen
Ni/ SiO
2
và Ni/ Zeolite Y
Clophenol, diclophenol, triclophenol,
pentaclophenol
Pd/Al
2

Pt/ γ-Al
2
O
3

CCl
4

Pt/MgO
CCl
4

PdO/ γ-Al
2
O
3

1,1,2-Triclotrifloetan
Ni/ Zeolite Y
CCl
4

Ni-Mo/Al
2
O
3

Clobenzen
Ni-Mo/Al
2

O
3
đƣợc flo hóa bề
mặt

và AlF
3

1,1-Diclotetrafloetan, diclodiflometan
Nhóm kim loại VIII
Diclodiflometan
Pd, Rh, Pt/ Al
2
O
3

PCE
Pd/ SiO
2

1,1,1-Tricloetan (TCE)
Ni,Mo/ Al
2
O
3

PCE, TCE, 1,1-dicloetylen, cis-dicloetylen
và trans-dicloetylen
Pd/ γ-Al
2

2
O
3

Diclometan, cloroform, CCl
4
, 1,1,1-TCA,
TCE và PCE
Pt/ Al
2
O
3

TCA
Pt, Pd/ Vycor, Al
2
O
3
, C
*
, AlF3
Clometan, clobenzen
Phản ứng HDC sau khi đã đƣợc nghiên cứu trên các xúc tác kim loại quý
nhƣ Pd, Pt, Rh và kết quả cho thấy rằng Pd là kim loại cho hoạt tính xúc tác và
độ chọn lọc cao nhất với phản ứng HDC.
Xúc tác Pd thƣờng đƣợc mang trên các chất mang nhƣ C
*
, γ-Al
2
O

2
O
3
mao quản trung bình vẫn đƣợc nghiên cứu nhiều hơn do có những ƣu
điểm nhƣ: kích thƣớc mao quản phù hợp với hầu nhƣ mọi loại phản ứng và chất
phản ứng, bề mặt riêng lớn, độ axit bề mặt và trên hết là đặc tính của γ-Al
2
O
3
có
thể đƣợc kiểm soát trong quá trình tổng hợp [18].
a. Kim loại paladi (Pd)
Paladi [19] là kim loại có màu bạc trắng đƣợc phát hiện vào năm 1803 bởi
William Hyda Wollsaton. Paladi có kí hiệu hóa học là Pd, nằm ở ô số 46, chu kì
5, phân nhóm VIIIB trong bảng hệ thống tuần hoàn có cấu hình lớp ngoài cùng
là 4d
10
, bán kính nguyên tử là 140nm. Các ứng dụng chính của Pd có thể đƣợc
kể đến nhƣ sau:
 Trong điện tử: ứng dụng của Pd là làm điện dung gốm đa lớp, Pd (đôi khi
đƣợc trộn lẫn với Ni) làm các đầu cảm biến điện tử, Pd cũng đƣợc sử
dụng trong việc bảo vệ cảm biến điện tử và trong các mối hàn đặc biệt.
 Trong công nghệ: H
2
dễ dàng khuếch tán qua Pd nóng chảy nên Pd đƣợc
sử dụng chế tạo thiết bị làm sạch khí, thiết bị chế tạo H
2
tinh khiết sử
dụng màng Pd.
 Trong xúc tác: khi đƣợc tán mịn và phân bố trên các loại chất mang khác

O
3

bằng cách chuyển một số dạng hydroxyt khác nhƣ gibbsit, bayerit về boehmit ở
khoảng trên 200
0
C.
Các đặc tính quan trọng của vật liệu mao quản này là diện tích bề mặt riêng,
thể tích lỗ xốp, hình dáng và kích thƣớc mao quản. Bằng các phƣơng pháp
quang học và phổ hiện đại các nghiên cứu đã cho thấy rằng γ-Al
2
O
3
là loại vật
liệu mao quản trung bình, có diện tích bề mặt riêng tƣơng đối lớn từ
150 300m
2
/g, đó là các sản phẩm γ-Al
2
O
3
đi từ bayerit, gibbsit, và boehmit.
Hầu hết diện tích bề mặt riêng của ôxit nhôm đi từ gibbsit, bayerit đƣợc tạo
thành có lỗ xốp nhỏ, đƣờng kính vào khoảng 10 20Ǻ. γ-Al
2
O
3

chứa nhiều lỗ
xốp có đƣờng kính từ 30 120Ǻ, thể tích lỗ xốp thƣờng từ 0,5 1cm

mặt riêng nằm trong khoảng 50 300m
2
/g), do đó trong quá trình điều chế cần
có một chế độ nhiệt độ thích hợp để thu đƣợc γ-Al
2
O
3
có hàm lƣợng tinh thể
cao. Trong quá trình nung ôxit nhôm đến khoảng 900
0
C gần nhƣ mất nƣớc hoàn
toàn nhƣng sẽ kéo theo sự thay đổi cơ bản diện tích bề mặt riêng. Rõ ràng ở đây
xảy ra sự tƣơng tác giữa các bề mặt tinh thể tạo ra những tinh thể lớn hơn. Còn
khi nung bayerit, gibbsite, boehmit tới gần nhiệt độ chuyển pha đầu tiên (350
0
C)
diện tích bề mặt tăng nhanh, tiếp tục nung tới những nhiệt độ cao hơn thì diện
tích bề mặt riêng giảm dần và khi nung đến 1000
0
C thì diện tích bề mặt giảm
xuống còn khoảng 30 50 m
2
/g.
Nếu nung ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tạo ôxit thì -Al
2
O
3
bắt đầu bị thiêu kết
và những lỗ xốp nhỏ bắt đầu bị phá hủy dẫn đến sự giảm diện tích bề mặt và
giảm thể tích lỗ xốp và tại nhiệt độ đó toàn bộ thể tích lỗ xốp của ôxit nhôm là

2
, các vi tinh thể ấy sẽ tạo ra các hạt
kim loại riêng rẽ.
Quá trình tẩm có thể tiến hành theo chu kì. Tẩm liên tục thƣờng cho phép
thu đƣợc xúc tác có thành phần đồng nhất hơn. Tẩm có thể một lần hoặc nhiều
lần. Phƣơng pháp tẩm nhiều lần đƣợc sử dụng nếu sau một lần tẩm không thể
mang đủ lƣợng muối cần thiết. Sau mỗi lần tẩm xúc tác đƣợc xử lý nhiệt thành
dạng không hoà tan. Do đó công nghệ tẩm nhiều lần phức tạp hơn
Phƣơng pháp này nhanh, đơn giản nhƣng có nhƣợc điểm là độ phân tán
không cao đặc biệt khi là nhỏ giọt muối lên chất mang ở điều kiện tĩnh. Xúc tác
kim loại đƣợc chuẩn bị bằng phƣơng pháp ngâm tẩm có tâm kim loại lớn và
phân bố hạt trên chất mang kém đồng đều, đƣờng kính hạt khoảng 5 -30 nm,
phân bố hầu hết ở trên bề mặt chất mang, chỉ có một phần nhất định nằm trong
mao quản do đó hạt kim loại rất linh động trong quá trình phản ứng ở nhiệt độ
cao, dễ xảy ra sự thiêu kết.
b. Phƣơng pháp sol-gel. [10]
Phƣơng pháp sol-gel đƣợc ứng dụng đối với loại xúc tác kim loại mang
trên chất mang là SiO
2
. Phƣơng pháp này cho đƣờng kính hạt kim loại phân tán
trên chất mang nhỏ, độ phân tán tốt. Đƣờng kính của các hạt kim loại, điều chế
bằng phƣơng pháp sol-gel có kích thƣớc khoảng vài nm. Trong điều kiện tốt
nhất, phƣơng pháp sol-gel tạo ra tinh thể kim loại với đƣờng kính 2 -3 nm đƣợc
định vị trong mao quản của SiO
2
. Kết quả là, hạt kim loại đƣợc bảo vệ, không bị
thiêu kết trong suốt quá trình hoạt động ở nhiệt độ cao [29].
Nhƣợc điểm của phƣơng pháp này là phức tạp, thời gian dài, sử dụng nhiều
loại hóa chất để tạo phức và cầu nối trung gian cho quá trình tổng hợp.
Từ hai phƣơng pháp trên ta có thể thấy đƣợc ở phƣơng pháp tẩm, giữa kim