ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN
*******
TÊN ĐÊ TÀI
TỔNG HỢP CÁC OXIT KIM LOẠI MANG TRÊN VẬT LIỆU
• • •
MAO QUẢN TRUNG BÌNH LÀM xú c TÁC CHO PHẢN ỨNG
OXI ĐỂ HYDRO HÓA ANKAN THÀNH ANKEN
M Ẫ SỐ : Q T - 04-12
CHỦ T R Ì ĐỂ T À I: TS. LÊ TH Ạ NH SƠN
CÁC CÁN BỘ T H A M G IA : CN. NGUYÊN T H Ị M IN H TH Ư
K T V . TRẦN HỔNG c ơ
OAI HOC QUỐC GIA HẢ MÔI :
i-’uNG 'Ã ÍVi ĨH Ó ^G ''''' TMỰ VIÊN ị
O i
/ M i "
HÀ NỘI - 2005
M Ụ C L Ụ C
M ục lục Trang 1
Báo cáo tóm tắt tiếng V iệt ’ 2
Báo cáo tóm tắt tiếng Anh 4
M ở đầu 6
Tổng quan 7
1.1 Vật liệu mao quản trung bình 7
1.1.1 G iới thiệu vật liệu mao quản trung bình 7
1.1.2 Đặc điểm cấu trúc M C M -48 8
1.1.3 Tổng hợp và cơ chế hình thành vật liệu mao quản trung bình 9
1.1.4 Úng dụng của vật liệu mao quản trung bình 12
1.2Phản ứng 0 X1 đề hydro hóa 13
1.2.1 G iới thiệu 13
1.2.2 Cơ chế và động học quá trình oxi đề hydro hóa 14
BÁO CÁO TÓM TẮT
a. Tên đề tài: Tổng hợp các oxỉt kim loại mang trên vật liệu mao quản
trung bình làm xúc tác cho phản ứng oxỉ đề hydro hóa ankan thành
anken
M Ã SỐ : QT - 04-12
b. Chủ trì đề tài: TS. Lô Thanh Sơn
c. Các cán bộ tham gia: CN. Nguyễn Thị Minh Thư
KTV. Trần Hồng Cơ
d. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
Các oxit kim loại chuyển tiếp như V 2O j mang trên vật liệu mao quản
trung bình là hệ vật liệu có tính 0 X1 hoá khử. Viêc phân tán ữên nền có diện
tích bể mặt lớn làm xúc tác cho quá trình oxi đề hydro hoá ankan thành
anken từ nguồn LPG sẵn có và rẻ tiển thành các sản phẩm có giá trị hơn đang
được quan tâm sâu sắc. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu đề cập chi tiết đến
quá trình tổng hợp và đặc trưng hệ xúc tác V 20 5/M C M -48, bước đầu thảo
luận kết quả thu được của quá trình chuyển hoá LPG thành các olefin nhẹ.
e. Các kết quả đã đạt được
Chúng tôi đã tiến hành tổng hợp và thu được vật liệu mao quản trung bình
MCM-48. Vật liệu MCM-48 được tẩm V 20 5. Kết quả thu được cho thấy pic
nhiễu xạ ở 2 0 =2 ,2 -2,3° (dioo) đặc trưng cho vật liệu mao quản trung bình.
Kết quả XRD cho thấy cấu trúc lập phương' Ia3d với hàm lượng sản phẩm
cao của M CM-48 thu được. Dựa vào đường đẳng nhiêt hấp phụ- giải hấp N 2
ở -196°c cho thấy mẫu M CM-48 thu được cho hiệu quả hấp phụ cao với kích
thước lỗ khoảng 24A°, có SggT là SóOmV1-
Các kết quả đặc tnmg các hệ vật liêu xúc tác thu được cho thấy oxit kim
loại chuyển tiếp ở dạng hoạt đông, phân tán tốt, không làm thay đổi hoặc
biến dạng cấu trúc các vật liệu nền đã tổng hợp được. Hoạt tính xúc tác của
các hệ vật liệu thu được đã được đánh giá bằng phản ứng oxi đểhyđro hoá
2
LPG thành olefin nhẹ. Các kết quả ban đàu cho Ihấy các sản phẩm khí chủ
discussing the results o f LPG transformation proccss into light olefins,
c. The obtained results
Mesoporous material MCM-48 was synthesized. Transitional
metal oxide V2O5 was supported on MCM-48 , The obtained catalyst was
characterized by X-ray, IR, TEM, SEM and BET methods. The results
showed that v 20 5 was in activc form, well dispersion and not affected the
structure o f matrix material. XRD patterns show that the peak at 29= 2.2-
2.3° (djoo) was specific for mesoporous material with d spacing around 40A°.
The XRD result o f sample showed similar structure o f cubic Ia3j and a high
quality MCM-48 material as previous studied. The nitrogen adsorption
isotherms at -196°c showed that the pore diameter for obtained M CM - 48
sample was árounđ 24A1’, BET surface area was 360m2/g.
The activity o f the V 20 5/M CM-48 was carried out by LPG oxy
dehydrogenation reaction at 300°c and 400°c. The obtained results showed
that main light olefin products arc buthene-1, buthenc-2 , 1 -propane-2 methy]
4
and some other double-bonding products containing oxygen. The detailed
results o f composition and content o f obtained products w ill be published in
the next reports.
Education and Training
- Two undergraduate students have completed their thesis with this
researches.
5
Mỏ ĐẦU
Thế kỷ 21 - thế kỷ của khoa học và công nghệ. Con người với tri
thức, sự sáng tạo đã và đang tỉm tòi, chế tạo ra nhiều vật liệu có giá trị,
góp phẩn làm cho cuộc sống phong phú hơn.
Vật liệu có kích thước nano đang được các nhà khoa học đầu tư
nghiên cứu vì nó có tính ứng dụng cao trong rất nhiều lĩnh vực như: y tế,
xây dựng, chuyển biến năng lượng, giảm thiểu ô nhiễm, tham gia vào các
Mao quản rộng
500 A° glasses
500 A°
Mao quản trung bình 20 - 500 A° aerogels
100 A°
Vật liệu trụ lớp 10 A°, 100 A°
M41S 16 - 100 A°
Vi mao quản
Zeolite, “Zeofypes”
14.2 A°
Sơi Cacbon
o
co
Với các đặc tính nổi trội so với các loại xúc tác khác như: bề mặt riêng
lốn, khả năng hấp phụ cao, tính chọn lọc hình dáng, độ bến nhiệt, bển thuỷ
nhiệt, đã làm cho zeolit trở thành một xúc tác cực kỳ thành công trong lọc
hoá dầu [2].
Tuy nhiên, zeolit với kích thước mao quản nhỏ, các hốc lỗ chỉ phù hợp
với các phân tử có kích cỡ từ 5 A° đến 12 A° nên tỏ ra hạn chế đối với các chat
phản ứng có kích thước lớn. Do đó, việc mỏ rộng kích thước lỗ là một hướng
nghiên cứu đang được các nhà khoa học quan tâm và đầu tư.
Năm 1992, các nhà nghiên cứu của hãng Mobil đã đề xuất ra một họ
các vật liệu mao quản trung bình, đặt tên là M41S. Sự kết tụ các phân tử chất
hoạt động bề mặt hữu cơ đã hình thành nên vật liệu họ M41S từ dạng tinh thể
lỏng qua cấu trúc trung gian. Vật liệu M41S có cấu trúc mao quản với độ trật tự
rất cao, kích thước mao quản đồng đều, dao động trong khoảng rộng từ 15 -
500 A°, tuỳ thuộc vào điều kiện tổng hợp. Những thành viên quan trọng nhất
của họ vật liệu này là MCM - 41 và MCM - 48. MCM -41 có cấu trúc lục lăng
với các lỗ theo một hướng duy nhất. MCM - 48 có cấu trúc lập phương, với hệ
thống kênh dẫn 3 chiều (H.1).
đại đa số các phần tử có hình bát diện cụt (Hình 2a) [10],
Hình 2: Mặt “gyroid” của MCM - 48
MCM - 48 được tìm ra đồng thời với MCM - 41 bỏi Kresge vào năm
1992, tuy nhiên các nghiên cứu ứng dụng của hệ vật liệu MQTB vẫn chủ yếu
8
thiên về MCM - 41, nguyên nhân là do việc tổng hợp MCM - 48 đòi hỏi những
điểu kiện đặc biệỉ.
Hiện nay, MCM - 48 cũng đã được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm đến.
Nó có thể được tổng hợp bằng nhiều cách khác nhau do đó có đặc trưng bể
mặt cao, thể tích lỗ liêng, và sự phân bố kích thước lỗ hẹp. Các tính chất trên
được thể hiện ở độ bền thuỷ nhiệt cao, lên tới 750°c. Việc thêm các kim loại
khác nhau vào mạng lưới làm cho tính chất xúc tác của MCM - 48 trở nên
phong phú. Một vài ứng dụng xúc tác được chỉ ra trong các tài liệu, ví dụ phản
ứng chuyển vị n - decan, khử c o [14]. Với hệ thống lỗ được sắp xếp một cách
có hệ thống, cân đối, MCM - 48 được đánh giá cao hơn hệ thống các !ỗ theo
một phương duy nhất như ở MCM - 41. MCM - 48 được coi là một ứng cử viên
sáng giá ứng dụng trong xúc tác và kỹ thuật phân chia, ví dụ như sắc ký lỏng
siêu tới hạn HPLC (High Performance Liquid Chromatography), SFC
{Supercritical Fluid Chromatography) [9,10].
1.1.3. Tổng hợp và cơ chế hình thành vật liệu MQTB
Có rất nhiều cơ chế đã được đưa ra' để giẳi thích quá trình hình thành
của các loại vật liệu MQTB. Trong số đó có 2 loại cơ chế nổi bật là: cơ chế
định hướng theo cấu trúc tinh thể lỏng và cơ chế phối hợp tạo cấu trúc [8].
1.1.3.1. Cơ c h ế tạo cấu trúc tinh th ể lỏng (Liquid Crystal Templating- LCT)
Theo loại cơ chế này, các chất hoạt động bể mặt (HĐBM) tự sắp xếp
thành pha tinh thể lỏng có dạng mixen ống với các đầu không phân cực của
chất HĐBM hướng vào trong thành ống. Các mixen ống này có thể sắp xếp
thành cấu trúc lục lăng, sau đó các dạng silicat ngưng tụ thành các ống tạo ra
cấu trúc MQTB, hoặc cũng có thể các dạng silicat ngưng tụ lên từng ống rồi
sau đó các ống mới sắp xếp với nhau tạo ra cấu trúc MQTB [8] (Hình 3)
I : độ dài động học cùa đuôi chất HĐBM.
Thông số g có thể dùng để dự đoán sự hình thành cấu trúc pha trung
gian của các vật liệu MQTB [9].
Bảng 2: c ấ u trúc pha trung gian phụ thuộc vào g
Hệ số g
Tập hợp
Pha trung gian
<1/3
Mixen cầu
Lập phương
1/3-1/2
Mixen trụ
Sáu cạnh (lục lăng)
1/2-1
Hai lớp
Lớp mỏng
1.1.3.3. Cơ c h ế hình thành MCM-48
Ở đây để làm rõ sự hình thành của MCM - 48, chúng tôi giải thích dựa
trên cơ chế thứ hai - cơ chế phối hợp tạo cấu trúc.
MCM - 48 có thể coi là sản phẩm trung gian trong quá trình biến đổi từ
pha lục lăng MCM - 41 sang pha phiến lá mỏng MCM - 50 (Hình 5). Do đó việc
kiểm soát động học của quá trình tổng hợp MCM - 48 là rất khó khăn.
Hình 5 : Giản đồ biến đổi pha của CTABr trong nước [11]
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đưa ra một phương pháp tổng hợp cho
hàm lượng MCM - 48 cao, thuận lợi về yếu tố năng lượng. Phương pháp này sử
dụng hỗn hợp chất HĐBM trung tính và cation cùng với việc điểu chỉnh pH của
hỗn hợp phản ứng. (Cụ thể về phương pháp tổng hợp sẽ được đưa ra ở mục
2.1.1). Thành phần tổng hợp
ở
đây bao gồm: Na2Si03) chất HĐBM trung tính
cho phản ứng cracking các phân tử lớn. Việc thay thế một phần nguyên tử Si
bằng các kim loại khác như AI, Ni, Bo, Ga, lr, vào mạng lưới MQTB đã làm
xuất hiện lực Brosted, làm tăng tính axit, và phản ứng cracking tỏ ra có hiệu
quả hơn. Tiêu biểu cho tính chất này là xúc tác AI-MCM - 41, thực hiện phản
ứng cracking polyethylen, n - heptan, các phân đoạn dầu nặng; AI, Ga, Fe-
MCM - 48 cho quá trình cracking Cumen. Tuy nhiên vật liệu MQTB chưa đáp
ứng được đòi hỏi của quá trinh FCC vì phản ứng crackinh thường xảy ra
ở
nhiệt
độ cao (750°c - 815°C), trong khi đó vật liệu MQTB lại có độ bển thuỷ nhiệt
thấp (cao nhất lên tới 750°C) [16].
• Xúc tác bazơ
Bằng cách thay đổi tỉ lệ kim loại kiềm/kim loại kiểm thổ, làm tăng nhẹ
tính bazơ của vật liệu, các nhà nghiên cứu đã sử dụng vật liệu MQTB như một
xức tác cho phản ứng bazơ. Ví dụ xức tác Na-MCM - 41, Cs-MCM - 41 dùng
trong phản ứng trùng ngưng Knoevenagel của benzaldehude với ethyl
cyanoacetate.
• Xúc tác oxy hoá
TĨ-MCM41S là xúc tác có tính oxy hoá chọn lọc cao cho các phản ứng
oxy hoá parafin, olefin, và rượu; phản ứng epoxy. Đặc biệt Ti-MCM - 48 tham
gia vào phản ứng oxy hoá metyl metaacrylat và styren với tác nhân oxy hoá là
H
20 2; V-MCM - 48 xúc tác cho phản ứng oxy hoá anilin.
• Xúc tác hydroxyl hoá
Phản ứng hydroxyl benzen thành phenol với xúc tác Ti, V, Mn, Mo, Cr-
MCM-41.
• Xúc tác quang hoá
Si (IV) trong mạng lưới MCM - 48 có thể thay thế bởi các ion khác như V
(V), AI (III), Zr (IV), and Mn (II). Điểu đó làm biến đổi mạng lưới MCM - 48, íăng
khả năng cho điện tử, tăng hiệu ứng quang hoá ion của các phân tử kết hợp
xúc tác của hydrocabon với oxy [1,3].
Trong các phản ứng loại I, các hydrocacbon bị oxỵ - dehydro hoá xảy ra
bên trong phân tử tạo ra một dien hay một phân tử vòng, hoặc xảy ra giữa các
phân tử tạo ra một dime.
Từ đó người ta đưa ra khái niệm về Phản ứng oxy - dehydro hoá: là phản
ứng dehydro hoá với sự có mặt của oxy tạo ra sản phẩm là các phân tử chưa
bão hoà và nước.
Bảng 3 : Phân loại các phản ứng oxi hoá xúc tác của hydrocabon với
oxy
Loai I: oxy hoá - dehydro hoá
Ví dụ: 1. Dime hoá propen thành hexadien hoặc benzen
2. Dehydro hoá butan hoặc buten thành butadien
___________
3. Dehydro đóng vòng của hexan thành xyclohexan______________
Loai II: Tạo các sản phẩm oxi hoá không liên kết C-C
Ví dụ: 1. Oxyt etylen từ etylen
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
2. Axetaldehit từ etylen
_ __ _ __ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ __ _ __ _ __ _ __ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
13
3. Acrolein và axetn từ propylen
4. Rượu allyl từ propylen
5. Axit acrylic từ propylen/propạn
___________
6. Anhỵdric maíeỉc từ butan, anhydric phatalic từ o-xỵlen
Loai 111: Tạo các sản phẩm oxi hoá vối sự cắt liên kết C-C
Ví dụ: 1. Axetaldehit và axit axetic từ propylen
2. Anhydric maleic từ benzen, anhydric phatalic từ naphtaleri
Loai IV: Oxy hoá sâu
1.2.2. Cơ chế và động học quá trình ODH
kxP +2 k2P2
Trong đó:
Pi, p2 : áp suất riêng phần của alkan và oxi
Từ (*) có thể chuyển thành phương trình đường thẳng như sau:
p2 _
1
p2
'
— = —- + —^ í**)
/•
lk 2 klPl
k4 nhanh
CnH2n+2 + Z02
— ► (X) ► nC02 + (n+1) H20 (4)
Trong đó:
X: hợp chất trung gian
t
Độ chọn lọc của quá trình dehydro hoá tính như sau:
/C3[Z ]
s =
s =
rx +r4
k^[Z] + k4Pt
s= 100% nếu k3[ZỊ » k4P1. Như vậy k3 phải lớn. Có nghĩa là trên bề mặt xúc
tác càng nhiều tâm khử thì độ chọn lọc alken sẽ càng cao [9].
Theo Toshio Waku và các cộng sự, phản ứhg ODH alkan có khối lượng
phân tử nhỏ là một chu trình oxi hoá - khử liên tục Hình 6) [17].
ki
sử dụng một cách phổ biến trẽn thế giới muộn hơn rất nhiều so với các nhiên
liệu dầu mỏ khác như xăng, dầu DO, FO nhưng lại có tốc độ phát triển rất
16
mạnh mẽ trên khắp thế giới; với mức tăng trưởng về khai thác và tiêu thụ rất
cao do những ưu việt của nhiên liệu lý tưởng này - nhiên liệu cho thế kỷ mới
[4].
Trên thế giới, LPG đã trở thành nguồn nhiên liệu thông dụng trong công
nghiệp và dân dụng. Đặc biệt LPG có ứng dụng quan trọng trong hoá dầu - là
nguyên liệu cho steam cracking, oxi hoá butan thành anhydrit maleic, dehydro
hoá propan thành propylen và reforming thành hydrocacbon thơm .
Công nghiệp khí và thị trường khí Việt Nam đang bước vào giai đoạn
phát triển nhanh chóng, sản lượng khí mỏ Bạch Hổ sẽ là 4 triệu m3/ngày và
Nam Côn Sơn là 20 triệu m3/ngày. Khí hoá lỏng LPG từ nhà máy Dinh cố có
sản lượng 340000 tấn/năm và nhà máy lọc dầu số 1 có sản lượng khoảng
25000Q tan/ năm [5].
Nhu cầu sử dụng olefin ngày càng gia tăng dẫn đến sự quan tâm,
nghiên cứu sâu quá trình oxi - dehydro hoá ankan thành anken từ nguồn LPG
sẵn có và rẻ tiền thành các sản phẩm có giá trị hơn.
1.2.5. Vài nét vể LPG
t
Khí hoá lỏng LPG - Liquefied Petroleum Gas là nhiên liệu với hai thành
phần chủ yếu là Propan (C3He) và Butan (C4H10) có nguồn gốc từ dầu mỏ, do
đó nhiều khi LPG còn được biết đến như là khí đồng hành. Đó là loại nhiên liệu
sạch, không gây độc hại ngay cả khi tiếp xúc trực tiếp với thức ăn, không làm
ăn mòn các thiết bị sử dụng cùng LPG. về năng suất toả nhiệt, LPG cao hơn
hẳn so vói các loại nhiên liệu truyền thống. Nó có thể được phân phối và vận
chuyển một cách lỉnh hoạt. Việc hoá lỏng khí có thể được thực hiện thuận tiện
ngay trong điểu kiện thường. Chính do các đặc tính trên, LPG được sử dụng
rộng rãi cho mục đích dân dụng, thương rnại và công nghiệp, giao thông vận
tẩi [4,5].
Na2SiO| 10% được rót vào dung dịch chất hoạt động bề mặt chứa trong lọ
Polypropylen và được lắc mạnh trong vài phút. Sau đó hỗn hợp được khuấy 30
phút. Hon hợp phản ứng đữợc giữ ở 100°c trong 12h. Sau đó hỗn hợp được
làm lạnh đến nhiệt độ phòng và điều chỉnh pH tới 10 bằng dung dịch axit
axetic 30%. Hỗn hợp được dot nóng lần nữa tới 100°c trong 24h. Lọc kết tủa,
rửa bằng dung dịch hỗn hợp HCI và EtOH, nung ở 550°c trong 4h [11].
2.1.2. Tổng hợp v 20 5 trên chất mang MCM - 48
Nguồn nguyên liệu
- Axit oxalic - MCM - 48
- Oxit v20 5 - Nưốc cất
Phương pháp tổng hợp
v 20 5 được mang lên MCM- 48 bằng phương pháp ngâm tẩm từ tiền chất
muối oxalat vanadi. Dung dịch muối oxalat vanadi với được điều chế bằng
phản ứng của v 20 5 với axit oxalic [1,8].
Tổng hợp v 20 5 mang trên MCM - 48 với hàm lượng của v 20 5 là 10%.
Dung dịch muối oxalat vanadi được tẩm lên MCM - 48, để khô tự nhiên
trong vòng 24h, sấy ở 100°c trong 4h. Sau đó nung ở 450°c trong 3h đề
chuyển tiền chất về dạng oxit tương ứng.
2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu ĐẶC TRƯNG xú c TÁC
2.2.1. Phương pháp nhiễu xạ Ronghen (X - ray Diffraction - XRD)
2.2.1.1. ứng dụng
Phương pháp phổ nhiễu xạ tia X được sử dụng để nghiên cứu cấu trúc
tinh thể của vật liệu. Ngoài ra phương pháp này còn có thể ứng dụng để xác
18
định động hoạc của quá trình chuyển pha, kích thước của hạt và xác địn trạng
thái đơn lớp bề mặt của xúc tác oxit kim loại trên chất mang.
2.2.1.2. Nguyên tắc
Vái các chất có cấu trúc mạng tinh thể đểu đặn thì mỗi mặt mạng như
một lớp phản xạ các tia X khi chúng chiếu vào các mặt này. Do cac mặt mạng
này song song vối nhau nên các tia X phản xạ từ hai mặt cạnh nhau có hiệu
định lượng (dựa vào định luật hấp thụ ánh sáng Bouguer - Lambert - Beer như
trong phân tích đo quang), nghiên cứu động học phản ứng
2.2.2.2. Nguyên tắc
Trong phân tử có 2 loại dao động chính là: dao động hoá trị hay dao
động liên kết (Streching Vibrations) và dao động biến dạng (Bending
Vibrations). Khi chiếu các bức xạ hồng ngoại vào phan tử, nhưng photon CO
năng lượng đúng bằng năng lượng chênh lệch giữa các mức năng lượng dao
động trong phân tử sẽ được hấp thụ và ta thu được phổ IR:
A E = E * - E = h v
Trong đó:
E
: năng lượng ỏ trạng thái cơ bẩn
19
E*
: năng lượng ỏ trạng thái kích thích
& :
hiệu năng lượng
h
: hằng số Pỉanck
V
: tần số
Do vậy phổ IR đặc trưng cho dao động của các liên kết trong phân tử,
nên từ đó ta có thể xác định được cấu tạo phân tử. Người ta sử dụng
quang phổ hồng ngoại vào cả hai mục đích: phân tích định tính va
phân tích định lượng. Phương pháp phân tích định lượng dựa trên
định luật Lambert- Beer:
Phổ IR được ứng dụng rộng rãl để phân tích cấu trúc một chất do có độ nhạy
cao.
2.2.2.3. Thực nghiệm
2 0
trước và sau phản ứng. Giá trị diện tích bề mặt xác đính theo phương pháp
BET đơn điểm thường không chính xác (thường nhỏ hơn giá trị BET đa điểm)
nhưng phương pháp này cho phép tiến hành trong thời gian ngần.
2.2,4.2. N guyên tắc
Khi sử dụng chất bị hấp phụ là N2l diện tích bề mặt của chất bị hấp phụ
được xác định dựa trẽn các đường đẳng nhiệt hấp phụ BET (trong khoảng áp
suất tương đối
<0,4P/Po)
thep phương trình sau:
S = - ^ X r ì / g )
m
Trong đó:
Vm
: thể tích hấp phụ đơn lớp (cm3)
m
: khối lượng chất hấp phụ (g)
Thể tích hấp phụ đơn lớp (
Vm)
được xác địn từ phương trình BET do s.
Brunauer, p. Emmett và E. Teller đưa ra. Phương trình BET được ứng dụng
trong thực tế dưới dạng:
p \ C -\ p
v{ps-p)~vm.c v mc ps
p p
xây dựng đồ thị , —pv - ta được đường thẳng ở trong khoảng
*
V
s ~ * ) “ s
2.2.4.3. Thực nghiệm
21
Quá trình xác định diện tích bề mặt bằng phương pháp BET đơn điểm
được tiến hành trên máy Autochem II 2920, tại Phòng thí nghiệm lọc hoá dầu
và vật liệu xúc tác - Trường ĐHBK Hà Nội.
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu HOẠT TÍNH xú c TÁC
bước đầu đánh giá tính oxi hoá của xúc tác V2O5/MCM - 48 trong phản
ứng oxi - dehydro hoá hydrocacbon mạch ngắn (LPG) và hydrocacbon mạch
dài (n -hexan). Phản ứng thực hiện trong pha khí. Oxi - dehydro hoá LPG thu
và phân tích sản phẩm khí, oxi - dehydro hoá n - hexan thu và phân tích sản
phẩm lỏng.
2.3.1. Sơ đồ phản ứng
3
10
►
A
*■
ị
#
7
4
6
9
L i
5
11
Hình 8: Sơ đồ thiết bị phản ứng
1- LPG
2- Máy sục 0 2 (không khi')
. 100
I sản phẩm
23
KẾT QUẢ VÀ THÀO LUẬN
3.1.ĐẶC TRƯNG XÚC TÁC
3.1.1. Đặc trưng vật liệu MQTB MCM - 48
3.1.1.1. Phổ nhiễu xạ tia X (XRD)
Các pic
ở
giá trị 20 thấp dùng để đặc trưng cho cấu trúc vật liệu
MQTB. MCM - 48 cho các pic đặc trưng ở mặt phẳng 211, 220, 332. Kết
quả XRD cho thấy rõ cấu trúc lập phương
laòd
của MCM - 48, tuy nhiên
hàm lượng sản phẩm chưa cao. Điều này phù hợp với nhận xét đưa ra ở
trên, là do sự nhiêm bẩn MCM - 48 từ sự điều chỉnh pH.
Hình 9: Phổ XRD của mẫu MCM- 48 thu được
3.1.1.2 Phổ hổng ngoại (IR)
Kết quả thu được đối với phổ IR của M C M -48, dao động hoá trị đối xứng ~ 470
cm*1, động hóa trị bất đối xứng ~ 1106cm'1, dao động hóa trị đối xứng- 790 cm' 1
24
Copyright: Tài liệu đại học ©