ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA HÓA TIỂU luận XÚC TÁC Pt/SO42-/ZrO2 TRÊN NHỮNG CHẤT MANG KHÁC NHAU: TỔNG HỢP, ĐẶC TRƯNG VÀ HOẠT TÍNH XÚC TÁC CHO PHẢN ỨNG ĐỒNG PHÂN HÓA n-PARAFFIN Chuyên ngành: Hóa hữu Giáo viên hướng dẫn PGS.TS Trần Thị Văn Thi Sinh viên thực Nguyễn Tường Diễm Châu Huế, 12/2014   MỞ ĐẦU Sản phẩm dầu mỏ chiếm lĩnh thị trường Khai thác nhiều phải tiết kiệm Đồng phân hóa phân đoạn nhẹ dẫn đến làm tăng trị số octane Xúc tác chiếm vị trí then chốt Thường dùng xúc tác đồng thể khó khăn Dị thể hóa xúc tác đồng thể: SO42-/ZrO2 muối Pt xúc tác phản ứng oxy hóa nparaffin hiệu thấp tẩm lên chất mang Xúc tác Pt/SO42-/ZrO2 chất mang khác nhau: Tổng hợp, đặc trưng hoạt tính xúc tác cho phản ứng đồng phân hóa n-hexane NỘI DUNG • Chất mang điển hình SBA-16 • Tổng hợp xúc tác • Phương pháp đặc trưng vật liệu • Hoạt tính xúc tác cho phản ứng Chất mang điển hình SBA-16 Vật liệu MQTB: rắn, xốp, có diện tích bề mặt riêng lớn xốp Hình 1.1 Phân loại mao quản IUPAC Chất mang điển hình SBA-16 Hình 1.2 Sự hình thành phức kim loại hốc SBA-16 [2] Chất mang điển hình SBA-16 Hình 1.3 Sơ đồ tổng hợp SBA-16 nhiệt độ thòi gian Chất mang điển hình SBA-16 Tổng hợp: - Trong điều kiện acid - Chất tạo cấu trúc: Pluronic F127:(PEO)m(PPO)n(PEO)m Hình 1.4 Pluronic F127 [2] Chất mang điển hình SBA-16 Bảng 1.1 Những đặc trưng vật lý SBA-16 tổng hợp nhiệt độ khác [10] Nhiệt độ d110 a0 SBET W Dp (°C) (nm) (nm) (m2/g) (nm) (nm) 11.81 16.70 338 10.7 3.8 10 11.62 16.43 356 10.4 3.8 15 11.45 16.19 396 10.1 3.9 20 11.39 16.11 401 10.0 4.0 25 11.10 15.69 406 9.5 4.1 30 11.00 15.56 447 9.4 4.1 40 10.31 14.58 526 8.5 4.1 Tổng hợp xúc tác Hình 1.5 Sơ đồ tổng hợp SO42-/ZrO2 [5] Tổng hợp xúc tác Hình 1.6 Sơ đồ tổng hợp SO42-/ZrO2/SBA-16 [3] 3.1 Đặc trưng hình thái Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (X-ray diffraction XRD) Hình 1.12 Giản đồ nhiễu xạ tia X góc lớn Pt/SZ/SBA-16 [3] 3.1 Đặc trưng hình thái Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) Hình 1.13 Ảnh SEM mẫu SBA-16 với độ phóng đại 3.1 Đặc trưng hình thái Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) Hình 1.14 Ảnh SEM xúc tác Pt/SZ/SBA-16 [3] 3.1 Đặc trưng hình thái Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM) Hình 1.15 Ảnh TEM SZ/SBA-16(a), Pt/SZ-SBA-16(b) [3] Phương pháp đặc trưng vật liệu 3.2 Đặc trưng liên kết Phương pháp đo phổ IR Hình 1.16 Phổ IR hấp thụ pyridin ZSM-5(A) SZ (B) 3.2 Đặc trưng liên kết Phương pháp đo phổ IR Hình 1.17 Phổ hồng ngoại hấp thụ CO xúc tác Pt/SO42-/ZrO2/Al2O3 khử 270oC Hoạt tính xúc tác cho phản ứng 3.2 Cơ chế phản ứng Hình 2.1 Quá trình isome hóa n- pentane xúc tác lưỡng chức [3] 4.1 Cơ chế phản ứng Hình 2.2 Quá trình isome hóa n-hexane xúc tác lưỡng chức [3] Hoạt tính xúc tác cho phản ứng 4.2 Ảnh hưởng nhiệt độ Hình 2.3 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng đồng phân hóa xúc tác: (1) SO42- /ZrO2 /Al2O3 (2) Pt /SO42- /ZrO2 /Al2O3 hỗn hợp Pt – X/ Al2O3 + SO42/ZrO2 /Al2O3 với X=Br (3), (4) Cl (5) F (6) hỗn hợp Pt/SiO2 + SO42- /ZrO2 /Al2O3 [11] 4.2 Ảnh hưởng nhiệt độ Hình 2.4 Đồ thị ảnh hưởng nhiệt độ đến độ chuyển hóa độ chọn lọc dùng xúc tác Pt/SZ/SBA-16 [3] KẾT LUẬN Biết cách tổng hợp vật liệu SBA-16; hệ xúc tác lưỡng chức Pt/ZrO2-SO42-/SBA-16; Pt/ZrO2-SO42-/SiO2; Pt/ZrO2- SO42-/Al2O3 Hiểu đặc trưng xúc tác thông qua phương pháp vật lý đại XRD, phương pháp SEM, TEM, BET, đo phổ IR Hiểu chế phản ứng đồng phân hóa n-paraffin xúc tác TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] Nguyễn Thị Hồng Hoa, Đặng Tuyết Phương, Nguyễn Thị Ngọc Linh, “Tổng hợp vật liệu mao quản trung bình SBA – 16 phương pháp gián tiếp”, Tạp chí Khoa học Công nghệ, Tr 61 – 64 [2] Đinh Quang Khiếu, “Các phương pháp thực nghiệm vật liệu mao quản trung bình SBA-16 biến tính”, Luận án Tiến sĩ, Đại học Khoa học Huế [3] Nguyễn Thị Nhị, “Nghiên cứu tổng hợp ứng dụng hệ xúc tác lưỡng chức Pt/ZrO2-SO42-/SBA-16 vào phản ứng đồng phân hóa parafin C5 – C6”, Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Khoa học, Đại học Đà Nẵng [4] Phạm Đình Trọng (2009), Nghiên cứu đặc trưng hoạt tính xúc tác vật liệu mao quản trung bình biến tính họ SBA”, Khóa luận Tốt nghiệp, Đại học Khoa học Tự nhiên TÀI LIỆU THAM KHẢO [5] A Corma, V Fornés (1994), “Influence of preparation conditions on the structure and catalytic properties of SO42-/ZrO2 superacid catayst”, Applied Catalysis, 151 - 163 [6] A.V.Ivanov, T.V.Vasina, O.V.Masloboishchikova (2002), “Isomerization of n-alkanes on Pt/WO3-SO4/ZrO2 systems”, Catalysis Today, 95 - 103 [7] Chen et al (1999), "Postsynthesis Hydrothermal Restructuring of M41S Mesoporous Molecular Sieves in Water", J Phys Chem B,103, pp 1216-1222 [8] L I BIKVETOVA1, K V KAZAUTSEV1, E V ZATOLOKIUA1, V A DROZDOV1, A V SHILOV1, E A PAUKSHTIS2,V D SVOLIKOV1 a nd A S BELY1 (2013), “Studying the Pt/SO42-/ZrO2 Systems Applied onto SiO2 and Al2O3 in the Reaction of n-Hexane Isomerization”, Chemistry for Sustainable Development 21, 39–45 TÀI LIỆU THAM KHẢO [9] Mohamed A Ballem, José M Córdoba and Magnus Odén (2010), “Influence of synthesis temperature on morphology of SBA-16 mesoporous materials with a three-dimensional pore system”, Microporous and Mesoporous Materials, (129), 106-111 [10] Oliver Christian Gobin (2006), “SBA – 16 materials: synthesis, diffusion and sorption properties”, Universit´e Laval, Ste-Foy, Quebec, Canada [11] Smolikov.M.D, K.V Kazantsev (2010), “Study of n-Hexane Isomerization on Pt/SO4/ZrO2/Al2O3 Catalysts: Effect of the State of Platinum on Catalytic and Adsorption Properties”, Vol.51, No.4, pp.608 – 618 [12] Yinyong Sun, Lina Yuan, Wei Wang (2003), “Mesostructured sulfated zirconia with high catalytic activity in n-butane isomerization”, Catalysis Letter Vol.87 Nos 1-2 CẢM ƠN QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE!