Bộ Công THƯƠNG
Viện Hóa học công nghiệp Việt Nam
2 Phạm Ngũ Lão, Hà nội

Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài:
Nghiờn cu ch to xỳc tỏc v ch

t h

p ph
nhm x lý khớ thi ca quỏ trỡnh
sn xut thuc tuyn qung TS. Vũ Thị Thu Hà


TS. Vũ Thị Thu Hà Hà Nội, 12-2009Tài liệu này đợc chuẩn bị trên cơ sở kết quả thực hiện Đề tài cấp Bộ, HĐ số 141.09-
RD/HĐ-KHCN
Danh sách những ngời thực hiện STT

H v tờn Hc
hm,
hc v
C quan cụng tỏc
1 Vũ Thị Thu Hà TS Viện Hoá học công nghiệp Việt Nam
2 Bựi ng Hc ThS
Viện Hoá học công nghiệp Việt Nam

I.3.4. Khống chế kích thước mao quản 13
I.3.5. Quá trình tổng hợp vật liệu mao quản trung bình có trật tự 14
I.3.6. Ứng dụng của vật liệu mao quản trung bình 18
II. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC 20
II.1. XỬ LÝ KHÍ THẢI CÔNG NGHIỆP 20
II.2. TỔNG HỢP VẬT LIỆU MAO QUẢN TRUNG BÌNH 21
II.2.1. Oxit nhôm hoạt tính 21
II.2.2. Vật liệu mao quản trung bình có trật tự 22
PHẦN II. THỰC NGHIỆM 23
I. PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH NGHIÊN CỨU 23
II. NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT, THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, QUI TRÌNH 23
II.1. Nguyên liệu, hóa chất, thiết bị và dụng cụ 23
II.2. Qui trình tổng hợp chất mang 25
II.2.1. Tổng hợp oxit nhôm hoạt tính 25
II.2.2. Tổng hợp chất mang mao quản trung bình có trật tự 25
II.2.3. Tổng hợp các chất mang khác 27
II.3. Điều chế xúc tác kim loại hoạt tính/chất mang 27
II.4. Đặc trưng tính chất của chất mang và xúc tác 27
II.4.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 27
II.4.2. Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ và khử hấp phụ N
2
27
II.4.3. Phương pháp phân tích nhiệt vi sai (TG/DTA) 27
II.4.4. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 28
II.5. Đánh giá hoạt tính vật liệu hấp phụ và xúc tác 28
II.6. Xử lý số liệu và tính toán kết quả 29
PHẦN III. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 30
I. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT THUỐC TUYỂN QUẶNG 30
II. THÀNH PHẦN KHÍ THẢI TỪ DÂY CHUYỀN OXY HÓA N-
PARAFIN

PHỤ LỤC BÀI TÓM TẮT

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu tạo ra công nghệ sản xuất các vật liệu hấp
phụ - xúc tác có hoạt tính cao, giá thành hạ để xử lý khí thải cho dây chuyền sản
xuất thuốc tuyển quặng của Viện Hóa học công nghiệp Việt Nam.
Để đạt mục tiêu này, trước tiên, thành phần và tính chất của khí thải từ dây
chuyền sản xuất thuốc tuyển đã được xác định nhằ
m làm cơ sở để lựa chọn loại xúc
tác. Kết quả cho thấy sau khi xử lý bằng phương pháp hấp thụ bằng NaOH, hàm
lượng VOCs trong khí thải (hợp chất hữu cơ dễ bay hơi) vẫn cao (khoảng 3000
ppm). Vì vậy, cần phải có một xúc tác có hoạt tính cao để có thể xử lý triệt để các
chất ô nhiễm này.
Đề tài đã lựa chọn một số chất hấp phụ - xúc tác trên cơ sở kim lo
ại chuyển
tiếp mang trên các chất hấp phụ (chất mang) có cấu trúc và tính chất khác nhau để
nghiên cứu quá trình oxy hóa hoàn toàn trên nguyên liệu đại diện. Các chất hấp phụ
và xúc tác được tổng hợp và nghiên cứu tính một cách có hệ thống chất bằng các
phương pháp hóa lý hiện đại.
Kết quả thử hoạt tính cho thấy các chất xúc tác kim loại chuyển tiếp trên các
chất mang VH01, VH02 và VH03 (tên của các chất và pha hoạt tính sẽ được công
bố sau khi đề nghị
cấp bằng sáng chế được chấp nhận) cho hoạt tính cao mà phương
pháp điều chế lại đơn giản. Xúc tác Me/VH01 có hoạt tính cao hơn các xúc tác
Me/VH02 và Me/VH03 trong một số trường hợp (chất phản ứng là m-xylen và
etanol) nhưng lại có hoạt tính thấp hơn các chất hấp phụ - xúc tác Me/VH02,
Me/VH03 trong một số trường hợp khác (ví dụ là n-hexan). Xúc tác Me/VH01 có
hoạt tính đạt cực đại trong thời gian ngắn nhưng lại kém bền hơn hai chất h

nghệ sản xuất thuốc tuyển quặng c
ủa Viện. Xử lý triệt để khí thải bằng các chất hấp
phụ - xúc tác với công nghệ thích hợp, giá thành cạnh tranh sẽ góp phần mang lại môi
trường trong sạch hơn và tăng thêm giá trị khoa học và thực tiễn của dây chuyền sản
xuất thuốc tuyển quặng của Viện.
Thực tế ở Việt Nam, việc xử lý khí thải cho lò đốt rác y tế đã được nghiên cứu
và triển khai áp dụng trên th
ực tế. Tuy nhiên, khí thải của quá trình sản xuất thuốc
tuyển quặng có thành phần hoàn toàn khác và vấn đề nghiên cứu một cách có hệ
thống, nghiên cứu triển khai việc xử lý khí thải của quá trình này là hoàn toàn mới và
lần đầu tiên được đề xuất ở Việt Nam.
Vì những lý do đó, đề tài đặt ra mục tiêu là nghiên cứu tạo ra công nghệ sản
xuất các vật liệu hấp phụ - xúc tác có hoạt tính cao, giá thành hạ để x
ử lý khí thải cho
dây chuyền sản xuất thuốc tuyển quặng của Viện Hóa học công nghiệp Việt Nam. Đối
tượng nghiên cứu của đề tài là chất hấp phụ - xúc tác có khả năng xử lý các chất độc
hại, chất gây mùi thải ra trong quá trình sản xuất thuốc tuyển quặng tại Viện Hóa học
công nghiệp Việt Nam nói riêng và xử lý các chất thải hữu cơ dễ bay hơi (VOCs) nói
chung. Nội dung nghiên c
ứu của đề tài bao gồm :
- Nghiên cứu công nghệ chế tạo chất hấp phụ (chất mang) dùng cho quá trình xử
lý khí thải của dây chuyền sản xuất thuốc tuyển quặng
- Nghiên cứu công nghệ chế tạo chất xúc tác (pha hoạt tính mang trên chất mang)
dùng cho quá trình xử lý khí thải của dây chuyền sản xuất thuốc tuyển quặng
- Sử dụng chất hấp phụ - xúc tác nghiên cứu để
xử lý khí thải của dây chuyền sản
xuất thuốc tuyển quặng tại Viện Hóa học công nghiệp Việt Nam.

2
PhÇn I. Tæng quan

2
N, NO
x
, Andehyt, êtylen…
− Các khí thải có tính phóng xạ
− Nhiệt
− Tiếng ồn
Quá trình công nghiệp thải ra các khí ô nhiễm độc hại rất đa dạng, đặc biệt là
các khí phát sinh trong quá trình sản xuất. Căn cứ vào tính chất hóa lý có thể hình
thành 2 loại cơ bản sau đây :
− Các khí thải thuộc loại vô cơ như: SO
2
, SO
3
, H
2
S, HF…
− Các khí thải thuộc loại hữu cơ như: axeton, axetilen, các axit hữu cơ, các
dung môi hữu cơ
Các phương pháp giảm khí độc hại trong khí thải bao gồm:
− Phương pháp tiêu hủy: được sử dụng trong trường hợp khí thải có thể
cháy được (hydrocacbon, các dung môi,…)
− Phương pháp hóa học (hấp thụ, hấp phụ, xúc tác): Hấp thụ là phương
pháp làm sạch chất thải dựa trên cơ sở hấp thụ khí
độc hại chứa chứa
trong hỗn hợp khí bằng phản ứng của các chất lỏng. Hấp phụ là phương
pháp lôi cuốn các phân tử khí, hơi bởi bề mặt chất rắn. Người ta áp dụng
phương pháp hấp phụ để làm sạch khí có hàm lượng tạp chất khí và hơi

3

tươ
ng tác giữa chất bị hấp phụ - chất hấp phụ, được chia thành 2 dạng hấp phụ sau:
hấp phụ vật lí và hấp phụ hoá học. Người ta áp dụng phương pháp hấp phụ để làm
sạch khí có hàm lượng tạp chất khí và hơi nhỏ. Vật liệu dùng làm chất hấp phụ là các
vật liệu xốp với bề mặt bên trong lớn, được tạo thành do tổng hợp nhân tạo hoặc do tự

nhiên. Sau đây là một vài ví dụ về quá trình hấp phụ.

4
Hấp phụ các oxit nitơ (NO
x
)
NO
x
được hấp phụ mạnh bởi than hoạt tính. Tuy nhiên khi tiếp xúc với các oxit
nitơ, than có thể cháy và nổ. Ngoài ra, than có độ bền cơ học thấp và khi phục hồi có
thể chuyển NO
x
thành NO.
Khả năng hấp phụ của silicagen đối với NO
x
thấp hơn so với than hoạt tính
nhưng silicagen bền cơ học, không cháy nên được sử dụng rộng dãi hơn. Tuy nhiên do
tính kinh tế, quá trình này không được áp dụng trong công nghiệp.
NO
x
được hấp phụ bởi than bùn có tính kiềm trong thiết bị tầng sôi. Khi ứng
dụng hỗn hợp than bùn, với hỗn hợp khí chứa 0,1-0,2% NO
x
, thời gian tiếp xúc pha

lựơng môi trường nên thường phải tiến hành xử lý. Có thể hấp phụ H
2
S bằng hydroxit
sắt, bằng than hoạt tính…
Xử lý hơi thủy ngân
Khi hàm lượng thủy ngân có giá trị cao trong không khí thì có thể ngưng tụ
một phần hơi đó bằng cách làm nguội khí. Khi đó thủy ngân trong không khí ở dạng
sương mù và có thể thu hồi trong thiết bị lọc điện.
Khi hàm lượng thủy ngân thấp có thể hấp phụ bằng các vật rắn khô như than
hoạt tính hoặc silicagen, zeolit, oxit nhôm, oxit magie, đá bọt, oxit silic.
I.2.3 X
ử lý bằng phương pháp xúc tác
[1 - 3]

Trong quá trình này, chất xúc tác thường ở trạng thái rắn (kim loại, oxit kim
loại…), chất tham gia phản ứng ở trạng thái khí, hơi. Nói chung, đây có thể coi đó là
quá trình oxy hóa hoàn toàn chất hữu cơ thành khí CO
2
và nước. Quá trình xúc tác có
thể được ứng dụng hiệu quả trong quá trình xử lý nhiều loại khí thải ô nhiễm khác
nhau.

5
Khi có mặt chất xúc tác, năng lượng hoạt hóa của phản ứng xúc tác nhỏ hơn
nhiều so với năng lượng hoạt hóa của phản ứng không xúc tác, do đó tốc độ phản ứng
tăng lên rõ rệt.
Tại nhiệt độ T, tốc độ phản ứng xác định theo biểu thức:

)()(
0 i

0
: hệ số
E
pu
, E
puxt
: năng lượng hoạt hóa phản ứng không xúc tác và có xúc tác
Vì E
pu
< E
puxt
nên r
puxt
> r
pu

Trong phản ứng xúc tác dị thể, năng lượng hoạt hóa của phản ứng giảm so với
phản ứng không xúc tác là do chất tham gia phản ứng được hấp phụ trên bề mặt chất
xúc tác. Thực vậy, nếu không có chất xúc tác, diễn tiến năng lượng phản ứng được
diễn tả theo đường 1 (hình I.1), ứng với năng lượng hoạt hóa E
1
. Khi có mặt chất xúc
tác, chất phản ứng bị hấp phụ, do đó diễn tiến năng lượng phản ứng xảy ra theo một
con đường khác hẳn (đường 2). Do đó, năng lượng hoạt hóa của phản ứng chính là E
2
.
E
2
nhỏ hơn nhiều so với E
1

(d
pore
) của
chúng
.

XT

7
- Vật liệu vi mao quản (microporous): d
pore
< 2 nm: zeolit và các vật
liệu có cấu trúc tương tự (aluminosilicat, aluminophotphat
AlPO
4
).

- Vật liệu mao quản trung bình (mesoporous): 2 < d
pore
< 50 nm:
M41
S
, M
S
U,

S
BA,
các oxit kim loại
MQTB.

dựa vào cấu trúc [7 - 11]. Trong khuôn khổ đề tài này, chúng ta chỉ quan tâm đến dạng
γ-Al
2
O
3
.
Dạng γ-Al
2
O
3
không tìm thấy trong tự nhiên mà nó được tạo thành khi nung
Gibbsit, Bayerit, Nordstrandit và Boehmite ở nhiệt độ khoảng 400 – 600°C hay trong
quá trình phân huỷ muối nhôm từ 900 – 950°C.

8
Trên bề mặt của γ-Al
2
O
3
tồn tại hai loại tâm axit, đó là tâm axit Lewis và tâm
Bronsted. Tâm axit Lewis có khả năng tiếp nhận điện tử từ phân tử chất hấp phụ, còn
tâm axit Bronsted có khả năng nhường proton cho phân tử chất hấp phụ.
Tính axit của γ-Al
2
O
3
liên quan với sự có mặt của các lỗ trống trên bề mặt của
nó. Tính bazơ do ion nhôm trong lỗ trống mang điện tích dương không bão hoà quyết
định.
Việc nghiên cứu sơ đồ phân huỷ nhiệt cho nguời ta thấy có sự chuyển pha γ-

/g. Diện tích bề mặt phụ thuộc vào cả
nhiệt độ nung và thời gian nung. Môi trường khí khi nung cũng đóng vai trò quan trọng,
tốt nhất là dàn đều sản phẩm thành lớp mỏng để nung.
γ-Al
2
O
3
được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như lọc hoá dầu, xúc tác cho
các phản ứng hoá học, trong vấn đề xử lý ô nhiễm môi trường, [12 - 15] do đặc tính có
bề mặt riêng lớn, hoạt tính cao, bền cơ, bền nhiệt.
Một lượng lớn nhôm oxit được ứng dụng trong quá trình xử lý khí thải với vai trò
là chất mang.
Ngoài vai trò được sử dụng làm chất xúc tác, chất mang, γ-Al
2
O
3
còn được sử
dụng làm chất hấp phụ để tách loại một số cấu tử khỏi các cấu tử khác hay làm chất hút
ẩm. Ví dụ, dùng làm chất hấp phụ trong quá trình sấy khí, làm khô chất lỏng hữu cơ,
tách SOx có trong khí, làm lớp chất hấp phụ bảo vệ chất xúc tác trong thiết bị phản ứng
khỏi các chất gây ngộ độc xúc tác.
Phần lớn các công trình nghiên cứu về γ-Al
2
O
3
dùng làm chất mang xúc tác
hoặc chất xúc tác, hấp phụ trong công nghiệp đều theo phương pháp tổng hợp chung là
kết tủa nhôm hydroxit từ dung dịch muối nhôm nhưng chủ yếu là phân giải natri
aluminat hoặc muối nhôm bằng axit như: HCl, H
2

/g). Với kích thước mao quản lớn, đồng đều, thành mao quản dày, độ bền nhiệt và
thủy nhiệt cao hơn MCM-41, vật liệu mao quản trung bình SBA-15 thu hút sự quan
tâm của các nhà khoa học, trong lĩnh vực xúc tác và hấp phụ.
I.3.1.3 MCM-41
MCM-41 là vật liệu mao quản trung bình trong họ M41S, được hãng Mobil
tổng hợp đầu tiên năm 1992. MCM-41 có hệ mao quản sắp xếp trật tự lục lăng 1 chiều
(1-D), kích thước mao quản có thể thay đổi từ 15 ÷ 100 Å tu
ỳ thuộc điều kiện tổng
hợp. MCM-41 là vật liệu mao quản trung bình có bề mặt riêng rất lớn (hàng trăm đến
hàng ngàn m
2
/g), mao quản rộng và trật tự, có khả năng phân tán tốt các pha hoạt động
xúc tác lên bề mặt của nó nên nó được sử dụng làm chất mang cho rất nhiều phản ứng.

10

Hình I.3: Cấu trúc lục lăng (hexagon) của MCM-41 [4]
I.3.1.4 Al-MCM-41

giảm. Theo một số nghiên cứu thì độ mạnh của axit Bronsted hầu như không phụ
thuộc vào nồng độ của nó và tỉ lệ Si/Al. Hình I.5: Axit Bronsted trong vật liệu MQTB Al-MCM-41 [16]

Hình I.6: Axit Lewis trong vật liệu MQTB Al-MCM-41 [16]
I.3.2 Cơ chế hình thành cấu trúc mao quản trung bình có trật tự
Rất nhiều cơ chế được đưa ra để làm sáng tỏ bản chất của việc hình thành vật
liệu MQTBTT, song có một cơ chế chung nhất được thừa nhận là: nhờ sự có mặt của
chất hoạt động bề mặt (HĐBM) trong dung dịch mà các tiền chất vô cơ có thể hình
thành cấu trúc MQTBTT. Vấn đề khác bi
ệt nhau ở chỗ sự tương tác như thế nào giữa
chất HĐBM và các tiền chất vô cơ. Từ đó mới xuất hiện nhiều lý thuyết khác nhau về
cơ chế hình thành vật liệu MQTBTT.
Để tổng hợp vật liệu MQTB thì cần ít nhất 3 thành phần: nguồn chất vô cơ
(như
S
i,
Al), chất HĐBM và dung
môi [4].

Chất HĐBM là những phân tử lưỡng tính (amphipathic) chứa đồng
thời đuôi
kỵ nước và nhóm ưa nước
. Do đặc trưng cấu tạo lưỡng tính, trong
dung

kết hợp của 92 phân tử chất HĐBM. Trong cấu trúc
mixen,

phần ưa nước hướng ra ngoài để hình thành bề mặt ngoài trong khi đuôi kị nước
hướng vào tâm của
mixen.
Nồng độ của chất HĐBM trong dung dịch là tham
số quan trọng
cho

sự hình thành
mixen, hình dạng mixen và
sự sắp xếp của
mixen
thành

pha
tinh thể lỏng [18].
I.3.3 Sự hình thành các cấu trúc MQTB khác nhau
Cấu trúc vật liệu MQTB được hình thành dựa trên bản chất của chất HĐBM,
nghĩa là hình dạng mixen và sự tương tác tại bề mặt hữu cơ – vô cơ (trong trường hợp
dung dịch thì sự tương tác đó là giữa mixen và dung môi) [4].
Chất HĐBM có thể tự sắp xếp thành mixen với các hình dạng khác nhau như
hình cầu, trụ hoặc lớp.
A. Hình c
ầu B. Hình trụ C. Lớp
Hình I.7: Mô hình của các dạng mixen khác nhau [19]

A. Hình nón dạng que kem B. Hình nón nghịch
Hình I.8: Các mô hình chất HĐBM [19]
Bảng I.1: Cấu trúc pha MQTB phụ thuộc vào g [19]

Như vậy, từ bảng I.1 ta thấy, để hình thành được cấu trúc lục lăng của vật liệu
MQTB Al-MCM-41 thì giá trị g cần phải nằm trong khoảng 1/3 ÷ 1/2. Khi đó các chất
HĐBM sẽ sắp xếp thành các mixen có dạng trụ, để từ đó hình thành cấu trúc lục lăng.
I.3.4 Khống chế kích thước mao quản
Phân tử chất HĐBM giữ vai trò quan trọng trong việc xác định kích thước mao
quản. Thay đổi độ dài
đuôi kỵ nước của chất HĐBM có thể làm thay đổi kích thước
mixen, do đó có khả năng tổng hợp các vật liệu MQTB có kích thước mao quản khác
nhau. Các vật liệu MQTB có kích thước lớn hơn có thể được tổng hợp khi mở rộng

14
kích thước mixen nhờ sử dụng các phân tử phát triển đuôi của chất HĐBM (swelling
agents) như mesitylen (1,3,5- trimetyl benzen) [4, 20].
Các phân tử phát triển đuôi là những phân tử kỵ nước, khi hòa tan chúng được
chèn vào phần kỵ nước của mixen do đó làm tăng kích thước mixen (hình I.9).

Hình I.9: Sự thay đổi kích thước mixen nhờ chất phát triển đuôi [20]
I.3.5 Quá trình tổng hợp vật liệu mao quản trung bình có trật tự
Có rất nhiều loại vật liệu MQTB đã được tổng hợp thành công như:

MCM41,MCM-48, MCM-50, HMS, MSV-x, KIT-1, SBA-15, SBA-16,…
Để tổng hợp vật liệu MQTBTT thì ít nhất cần 3 thành phần: nguồn chất vô cơ,
chất HĐBM (templat) và dung môi.

tác lên bề mặt khá lớn của nó. Nó là vật liệu ưa nước nên không bền trong môi trường
nước, nhiệt độ cao và phải tiếp xúc lâu dài với các dung môi phân cực mạnh.
I.3.5.3 Tổng hợp Al-MCM-41
Để tổng hợp Al-MCM-41 cần hai nguồn chấ
t vô cơ chính là nguồn silic và
nguồn nhôm:
- Nguồn silic hay được sử dụng là TEOS (Tetraetyl orthosilicat) và thủy tinh
lỏng (SiO
2
).

- Nguồn nhôm: Do việc đưa kim loại nhôm vào mạng lưới oxyt silic được thực
hiện bằng phương pháp tổng hợp trực tiếp nghĩa là trộn đồng thời tiền chất kim loại
(Al) vào hỗn hợp phản ứng ban đầu với vai trò như tiền chất vô cơ nên nguồn nhôm
hay được sử dụng là Al
2
(SO
4
)
3
, AlO(OH)
2
hoặc nhôm iso-propoxit.

Chất HĐBM: Yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến khả năng tạo thành Al-MCM-41
là templat được sử dụng. Nhiều nghiên cứu [21] đã chỉ ra rằng bản thân templat không
chỉ đơn thuần là chất định hướng cấu trúc mà còn tham gia vào các quá trình thủy phân
và ngưng tụ để tạo sol-gel. Vì vậy Tsatsumi và Mokaya [21] cho rằng templat thích
hợp nhất để tạo Al-MCM-41 có hệ mao quản dạng hexagon là amin bậc 4 như
CTMABr (cetyl trimetyl ammonnium bromit).

Phương pháp này dựa trên nguyên tắc nung để đốt cháy hết templat. Nếu nhiệt
độ nung thấp thì templat cháy không hoàn toàn, làm giảm bề
mặt riêng của vật liệu
cũng như giảm khả năng làm chất mang xúc tác. Ngược lại, nếu nhiệt độ nung cao thì
có thể làm “sập cấu trúc” vì Al-MCM-41 không bền nhiệt. Vì vậy, cần phải tìm được
nhiệt độ nung tối ưu sao cho vừa đảm bảo loại hết templat vừa đảm bảo không phá hủy
cấu trúc mao quản. Để tăng cường khả năng cháy của templat, các mẫu được thổ
i dòng
khí oxy hoặc không khí trong khi nung.
+ Phương pháp trao đổi ion
Các chất HĐBM được sử dụng để tạo cấu trúc MQTB của Al-MCM-41 thuộc
loại cation, vì vậy người ta đã thực hiện quá trình loại bỏ các chất này bằng phương
pháp trao đổi ion. Cụ thể, Al-MCM-41 sau quá trình tổng hợp sẽ được xử lý trong
dung dịch etanol của ammonium nitrat (NH
4
NO
3
/EtOH) trong 30 phút ở 60
0
C [24].

Hình I.10: Quá trình loại templat bằng phương pháp trao đổi ion
Phương pháp này đặc biệt hiệu quả đối với các vật liệu silica có tỉ lệ Si/Al thấp:
tất cả các chất HĐBM đã được loại bỏ chỉ trong vòng 15 phút. Sau quá trình xử lý, các
cation NH
4
+
nằm cân bằng điện tích với nguyên tử Al trong aluminosilicat có thể được
loại bỏ bằng cách nung Al-MCM-41 vừa chiết được tại nhiệt độ vừa phải. Al-MCM-

Hình I.11: Sơ đồ sự hình thành các tâm axit Lewis và tâm axit Bronsted [25]
Sau quá trình chiết, để loại bỏ ion NH
4
+
, nung Al-MCM-41 vừa chiết được ở
400
0
C. Sau quá trình nung, tính axit của Al-MCM-41 tăng lên nhờ các tâm axit
Bronsted được tạo ra.
Tóm lại, so với phương pháp nung thì phương pháp trao đổi ion có ưu điểm là
nhanh, cho hiệu quả cao, không những loại được hoàn toàn templat mà còn tránh được
nguy cơ bị sập cấu trúc.

18
I.3.6 Ứng dụng của vật liệu mao quản trung bình
Với cấu trúc mao quản có độ trật tự cao, diện tích bề mặt và thể tích hấp phụ
lớn, tính axit trung bình có độ bền nhiệt cao, vật liệu MQTB hứa hẹn nhiều tiềm năng
ứng dụng trong các lĩnh vực xúc tác, hấp phụ và chất mang.
1.3.6.1 Ứng dụng làm xúc tác
Các vật liệu MQTB ứng dụng làm xúc tác chủ yếu là những vật liệu có thay thế
một phần kim loại hoạt động vào mạng lưới silic (MCM-41, MCM-48, SBA), có hoạt
tính cho các phản ứng xúc tác axit, xúc tác oxy hoá và các phản ứng xúc tác khác [4].
Việc thay thế một phần Al vào mạng lưới MCM-41 tạo ra tính axit trung bình
cho các phản ứng cracking, hydrocracking và xử lý hydro các phân đoạn nặng, phần
nhựa và cặn nặng của quá trình chưng cất dầu mỏ, hoạt tính xúc tác cho phản ứng
alkyl hoá hydrocacbon thơm bằng các olefin mạch dài, dime và oligome hoá olefin,
sản xuất các axetat, oxy hóa n-parafin sản xuất các axit béo.
Một trong nhữ