ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Trần Thị Nhung

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP OXIT HỖN HỢP CaO-CuO-CeO2 KÍCH THƯỚC
NANOMET BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẨM VÀ THĂM DÒ KHẢ NĂNG XÚC TÁC
CỦA NÓ CHO PHẢN ỨNG OXI HÓA HỢP CHẤT HỮU CƠ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Trần Thị Nhung

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP OXIT HỖN HỢP CaO-CuO-CeO2 KÍCH THƯỚC
NANOMET BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẨM VÀ THĂM DÒ KHẢ NĂNG XÚC TÁC CỦA
NÓ CHO PHẢN ỨNG OXI HÓA HỢP CHẤT HỮU CƠ

Chuyên ngành: Hóa vô cơ
Mã số: 60 44 0113

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. HOÀNG THỊ HƢƠNG HUẾ

CaO-CuO-CeO2

Error! Bookmark not defined.
1.1.1. Cấu trúc, tính chất của CuO ............. Error! Bookmark not defined.
1.1.2.Cấu trúc, tính chất của CeO2 .............. Error! Bookmark not defined.
1.1.3.Đặc điểm, tính chất của oxit hỗn hợp CaO-CuO-CeO2Error! Bookmark not
defined.
1.2. Một số phƣơng pháp tổng hợp oxit hỗn hợp trên cơ sở CuO-CeO2 ................ 7
1.2.1.Phƣơng pháp tẩm ................................ Error! Bookmark not defined.
1.2.2.Phƣơng pháp đốt cháy ........................ Error! Bookmark not defined.
1.2.3.Phƣơng pháp sol gel ........................... Error! Bookmark not defined.
1.2.4.Phƣơng pháp đồng kết tủa .................. Error! Bookmark not defined.
1.3. Một số ứng dụng của hệ xúc tác .................... Error! Bookmark not defined.
1.3.1.Xử lý khí thải động cơ ........................ Error! Bookmark not defined.
1.3.2.Oxi hóa một số hợp chất hữu cơ và phenolError! Bookmark not defined.
CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM.............................................................................. 18
2.1. Dụng cụ và hoá chất ........................................................................................ 18
2.1.1. Chuẩn bị dụng cụ ............................................................................... 18


2.1.2. Chuẩn bị hoá chất .............................................................................. 18
2.2. Các phƣơng pháp xác định đặc trƣng của vật liệuError! Bookmark not defined.
2.2.1. Phƣơng pháp phân tích nhiệt ............. Error! Bookmark not defined.
2.2.2. Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X ............. Error! Bookmark not defined.
2.2.3. Phƣơng pháp hiển vi điện tử quét (SEM)Error! Bookmark not defined.
2.2.4. Phƣơng pháp phổ tán xạ Raman ........ Error! Bookmark not defined.
2.2.5. Phƣơng pháp khử theo chƣơng trình nhiệt độ trong dòng khí hidro
(Temperature programmed reduction H2-TPR)Error! Bookmark not defined.
2.3. Tổng hợp oxit hỗn hợp CaO-CuO-CeO2bằng phƣơng pháp tẩmError!


xử lý phenol của sản phẩm .......................................................................... 39
3.1.6. Kết luận.............................................. Error! Bookmark not defined.
3.1.7. So sánh khả năng xúc tác của các oxit đơn lẻ CuO, CeO2 với oxit hỗn hợp
CaO-CeO2, CuO-CeO2 và CaO-CuO-CeO2 cho phản ứng oxi hóa phenol bằng
H2O2 ............................................................. Error! Bookmark not defined.
3.2. Nghiên cứu một số đặc trƣng của oxit hỗn hợp CaO-CuO-CeO2 đƣợc tổng hợp trong
điều kiện tối ƣu ............................................ Error! Bookmark not defined.
3.2.1. Các dạng tồn tại của CuO trong oxit hỗn hợp CaO-CuO-CeO2 . Error!
Bookmark not defined.
3.2.2. Xác định dạng khuyết tật trong cấu trúc mạng lƣới CeO2Error! Bookmark
not defined.
KẾT LUẬN ............................................................ Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 9


DANH MỤC BẢNG
Tên bảng

STT
1

Bảng 1.1: Giá trị C của phenol trong nƣớc thải công nghiệp để

Trang
15

làm sơ sở tính giá trị tối đa cho phép
2

Bảng 2.1: Thành phần dung dịch đểxây dựng đƣờng chuẩn


7

Bảng 3.4: Ảnh hƣởng của nhiệt độ nung đến hiệu suất xử lý

38

phenol
8

Bảng 3.5: Ảnh hƣởng của thời gian nung đến hiệu suất xử lý

40

phenol
9

Bảng 3.6 : Kết quả xử lý phenol với các xúc tác khác nhau

42


DANH MỤC HÌNH
Tên hình

STT

Trang

1


Hình 2.3. Cấu tạo của kính hiển vi điện tử quét SEM

23

7

Hình 2.4: Đƣờng chuẩn biểu diễn sự phụ thuộc của mật độ

28

quang vào COD
8

Hình 2.5: Đƣờng chuẩn biểu diễn sự phụ thuộc COD vào

29

nồng độ phenol
9

Hình 3.1: Giản đồ XRD của oxit CaO-CuO-CeO2 có tỷ lệ

30

mol Cu/(Cu+Ca+Ce) khác nhau
10

Hình 3.2: Ảnh hƣởng của tỉ lệ mol Cu/(Cu+Ca+Ce) đến hiệu



khô
15

Hình 3.7: Nhiệt độ nung 350oC

38

16

Hình 3.8: Nhiệt độ nung 600oC

38

17

Hình 3.9: Nhiệt độ nung 700oC

38

18

Hình 3.10: Ảnh hƣởng của nhiệt độ nung đến hiệu suất xử lý

39

phenol
19

Hình 3.11: Thời gian nung 0,5 giờ


Hình 3.16: Giản đồ XRD của CuO

44

25

Hình 3.17: Giản đồ XRD của CeO2 và oxit hỗn hợp CaO-

44

CuO-CeO2
26

Hình 3.18: Giản đồ H2-TPR của hỗn hợp CaO-CuO-CeO2

45


27

Hình 3.19: Giản đồ H2-TPR của CuO nguyên chất

46

28

Hình 3.20: Phổ ramam của oxit hỗn hợp CaO-CuO-CeO2

48

10. Ge C., Liu L., Liu Z., Yao X., Cao Y., Tang C., Gao F., Dong L. (2014), “Improving
the dispersion of CeO2 on γ-Al2O3 to enhance the catalytic performances of
CuO/CeO2/γ-Al2O3 catalysts

for

NO

removal

by

CO”,

Catalysis


Communications, Volume 51, 5, pp. 95-99.
11. Hocevar S., Krasovec U.O., Orel B., Arico A.S., Kim H. (2000), “CWO ofphenol on
two

differently

prepared

CuO-CeO2

catalysts”,Applied

Catalysis

21. Santos A., Yustos P., Quintanilla A., Garcia-Ochoa F. (2005), “Kinetic modelof wet
oxidation of phenol at basic pH using a copper catalyst”, Chemical Engineering
Science,60, pp. 4866–4878.
22. Tang X., Zhang B., Li Y., Xu Y., Xin Q., Shen W. (2004), “Carbon
monoxideoxidation over CuO/CeO2 catalysts”, Catalysis Today,95, pp. 191–198.
23. Trovarelli A.(2002), “Catalytic properties of ceria and CeO2 containingmaterials”,
Catalysis Review- Science and Engineering,38(4), pp. 440- 441.
24. Wang X., Rodriguez J.A., Hanson J.C., Gamarra D., Martínez-Arias A.,
andFernández-García M. (2005), “Unusual Physical and Chemical Properties of
Cu in Ce1-xCuxO2 Oxides”, J. Phys. Chem. B, 109(42), pp. 19595–19603.
25. Yao X., Xiong Y., Sun J., Gao F., Deng Y., Tang C., Dong L. (2014),“Influence of
MnO2 modification methods on the catalytic performance of CuO/CeO2 for NO
reduction by CO”, Journal of Rare Earths, Volume 32, Issue 2, pp. 131-138.
26. Zheng X. C., Wang S. P., Wang S. R., Zhang S. M., Huang W. P., Wu S. H.(2005),
“Preparation, characterization and catalytic properties of CuO/CeO2 system”,
Mateials Science and Engineering C, 25,pp. 516-520.
27. Zheng X., Wang S., Wang S., Zhang S., Huang W., Wu S. (2004), “Copperoxide
catalysts supported on ceria for low-temperature CO oxidation”, Catalysis
Communications, 5, pp. 729–732.
28. Zheng X., Zhang X., Wang S., Wang X., Wu S. (2007), “Effect of Addition ofBase on
Ceria and Reactivity of CuO /CeO2 Catalysts for Low-Temperature CO
Oxidation”, Journal of Natural Gas Chemistry, 16, pp. 179–185.


29. Zhu H., Shen M., Kong Y., Hong J., Hu Y., Liu T., Dong L., Chen Y., Jian C.,Liu Z.
(2004), “Characterization of copper oxide supported on ceria-modified anatase”,
Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 219, pp. 155–164.