NG PHÁP CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT CHẤT XÚC TÁC GVHD: TS. Nguyễn Hữu Lương HV: Triệu Quang Tiến Nội Dung Trình Bày 1. Giới thiệu tổng quan 2. Các phương pháp điều chế xúc tác thông dụng 3. Các phương pháp sản xuất xúc tác hiện đại 4. Tổng hợp một số chất mang 5. Tạo hình xúc tác 2 Các phương pháp sản xuất xúc tác 1. Giới Thiệu Tổng Quan  Xúc tác làm thay đổi cơ chế phản ứng dẫn đến làm giảm năng lượng họat hóa của phản ứng.  Đối với một phản ứng thuận nghịch, xúc tác làm tăng tốc độ cả chiều thuận và chiều nghịch, dẫn đến phản ứng đạt cân bằng nhanh hơn  Về mặt lý thuyết không thay đổi sau phản ứng 3 Các phương pháp sản xuất xúc tác 1. Giới Thiệu Tổng Quan Tiết kiệm thời gian, năng lượng Tiết kiệm chi phí 4 Các phương pháp sản xuất xúc tác 1. Giới Thiệu Tổng Quan  Xúc tác được sử dụng từ rất lâu,(TK16, 1552, xúc tác acid cho phản ether hoá)  Xúc tác công nghiệp ra đời (1888-1918):  Pt/V 2 O 5 cho quá trình sản xuất công nghiệp H 2 SO4  Pt/Rh cho quá trình oxy hóa NH 3 thành HNO 3 trên  Xúc tác cho fuel (1918-1945)  Xúc tác Fe – Co cho phản ứng Fischer và Tropsch  Công nghệ xúc tác cho quá trình FCC 5 Các phương pháp sản xuất xúc tác 1. Giới Thiệu Tổng Quan  Xúc tác công nghiệp lọc dầu chủ yếu là xúc tác dị thể do những ưu điểm:  Tái sinh được Giảm chi phí sản xuất  Tính chọn lọc sản phẩm mong muốn  Dễ tách ra khỏi sản phẩm  Giảm ô nhiễm môi trường  Tìm năng phát triển công nghệ 6 Các phương pháp sản xuất xúc tác 1. Giới Thiệu Tổng Quan Thị trường xúc tác trong chế biến dầu trên thế giới (IFP, 1994). tấn/năm 10 6 FF/năm 1. Xúc tác rắn Cracking xúc tác Xử lý bằng hydro Sản xuất lưu hùynh (Claus) Hydrocracking Reforming Isomer hóa Các quá trình khác 2. Xúc tác lỏng 440.000 80.000 20.000 8.000 5.000 1.000 12.000 2.000.000 5.500 2.800 200 600 450 150 200 9.900 Tổng cộng 2.566.000 10.700 7 Các phương pháp sản xuất xúc tác 2. Các Phương Pháp Sản Xuất Xúc Tác Thông Dụng ► Phương pháp tạo xúc tác kim loại ► Phương pháp đồng kết tủa ► Phương pháp tẩm ► Phương pháp trộn cơ học ► Phương pháp trao đổi ion ► Phương pháp bay hơi 8 Các phương pháp sản xuất xúc tác 2.1 Phương Pháp Tạo Xúc Tác Kim Loại 2.1.1 Phương pháp khử các oxit kim loại: ● Tác nhân khử: H 2 ở nhiệt độ cao ● Kim loại thu được có hoạt tính cao 9 Các phương pháp sản xuất xúc tác 2.1 Phương Pháp Tạo Xúc Tác Kim Loại ● Kích thước hạt kim loại tuỳ thuộc vào điều kiện khử ● Mỗi loại phản ứng khác nhau sẽ có yêu cầu cho điều kiện khử khác nhau ● Ở nhiệt độ càng cao, oxi thoát ra càng không đều đặn  tạo nên những khuyết tật trong cấu trúc  electron tự do nhiều  hoạt tính càng mạnh ∆ Lưu ý: Kim loại mới tạo ra có hoạt tính mạnh, dễ bị oxi hoá  phải dùng khí N 2 10 Các phương pháp sản xuất xúc tác [...]... đích của phương pháp là đưa các ion kim lọai lên chất mang rắn như zeolite, silicalite,…  Nguyên tắc: thông qua quá trình trao đổi ion ở pha hơi để thay thế H trong các nhóm –OH của chất mang bởi các ion kim lọai 27 Các phương pháp sản xuất xúc tác 3 Các Phương Pháp Sản Xuất Xúc Tác Hiện Đại 28 Các phương pháp sản xuất xúc tác 29 Các phương pháp sản xuất xúc tác 3 Các Phương Pháp Sản Xuất Xúc Tác Hiện... Phương Pháp Đồng Kết Tủa  Ví dụ: Điều chế xúc tác Al2O3- Cr2O3 14 Các phương pháp sản xuất xúc tác 2.2 Phương Pháp Đồng Kết Tủa 15 Các phương pháp sản xuất xúc tác 2.2 Phương Pháp Đồng Kết Tủa  2.2.2 Tạo xúc tác trên chất mang bằng phương pháp đồng kết tủa:  Phương pháp này tương tự tạo hỗn hợp xúc tác nhiều oxit  Nguyên tắc của phương pháp này bổ sung kim loại của một hợp chất dễ tan lên một hợp chất. .. được Pt/SiO2 25 Các phương pháp sản xuất xúc tác 2.4 Phương Pháp Trộn Cơ Học  Có 2 cách:  Phương pháp ướt: Trộn huyền phù các loại cấu tử lại với nhau, kết tủa tạo được đem lọc, sấy và định hình  Phương pháp khô:  Độ phân tán không cao, tương tác giữa chất mang và pha hoạt động không cao 26 Các phương pháp sản xuất xúc tác 3 Các Phương Pháp Sản Xuất Xúc Tác Hiện Đại  3.1 Phương pháp trao đổi ion... trong đó, chất mang là hợp chất của kim loại khó tan và kết tủa trước 16 Các phương pháp sản xuất xúc tác 2.2 Phương Pháp Đồng Kết Tủa 17 Các phương pháp sản xuất xúc tác 2.2 Phương Pháp Đồng Kết Tủa  Quá trình được thực hiện bằng cách pha trộn các muối trong một dung dịch, sau đó thay đổi các điều kiện nhiệt độ, pH, nồng độ (hoặc điện hoá) 18 Các phương pháp sản xuất xúc tác 2.2 Phương Pháp Đồng... 19 Các phương pháp sản xuất xúc tác 2.2 Phương Pháp Đồng Kết Tủa  Ví dụ: điều chế Ni/Al2O3 Hỗn hợp dung +OH dịch Al(NO3)3 + Ni(NO3)2 20 Al(OH)3 + Ni(OH)2 to +H2 Al2O3 +NiO Các phương pháp sản xuất xúc tác Ni/Al2O3 300oC 2.3 Phương Pháp Tẩm  2.3.1 Tẩm dưới áp suất thường:  Nguyên tắc: cho xúc tác ngâm trong dung dịch muối của xúc tác hoặc dung dịch xúc tác ở áp suất thường 21 Các phương pháp sản xuất. .. xuất xúc tác 2.3 Phương Pháp Tẩm  Phương pháp này có thể dùng với những muối dễ thẫm thấu như muối NO3-, Cl-, SO42  Phương pháp rất dễ thực hiện, tuy nhiên:  Bề mặt riêng xúc tác bé  thời gian làm việc ngắn Nguyên nhân là do trong mao quản còn không khí nên xúc tác không đi vào bên trong hoàn toàn được 22 Các phương pháp sản xuất xúc tác 2.3 Phương Pháp Tẩm 23 Các phương pháp sản xuất xúc tác 2.3 Phương. .. môi Xm+ + nH2O  X(OH)n(m+n)+ + nH+ Xm+ + nH2O  XOn/2(m-n/2)+ + 2nH+ 34 Các phương pháp sản xuất xúc tác 35 Các phương pháp sản xuất xúc tác 3 Các Phương Pháp Sản Xuất Xúc Tác Hiện Đại Rapid Thermal Decomposition of Precursors in Solution (RTDS) By PNNL - Pacific Northwest National Laboratory 36 Các phương pháp sản xuất xúc tác ...2.1 Phương Pháp Tạo Xúc Tác Kim Loại 2.1.2 Phương pháp điện hoá: ● Kim loại được tạo ra nhờ quá trình điện phân muối 11 Các phương pháp sản xuất xúc tác 2.1 Phương Pháp Tạo Xúc Tác Kim Loại  Phương pháp này tạo ra xúc tác kim loại khá đồng đều về kích thước các hạt kim loại  Tuy nhiên, có một nhược điểm của phương pháp này, đó là không có các khuyết tật  hoạt tính không mạnh bằng phương pháp khử... 3.2 Phương pháp tổng hợp sol-gel  Nguyên tắc: thủy phân dung dịch muối để tạo hydroxide (sol) và tách lọai nước để tạo gel Quá trình này cần xúc tác acid/base M(OR)x + xH2O  M(OH)x + xROH nM(OH)x  H(O-M-O-M)n + nH2O  Ưu điểm: vật liệu tổng hợp có cấu trúc đồng nhất, bền và bề mặt riêng cao 30 Các phương pháp sản xuất xúc tác 31 Các phương pháp sản xuất xúc tác 32 Các phương pháp sản xuất xúc tác. .. Các phương pháp sản xuất xúc tác 2.2 Phương Pháp Đồng Kết Tủa  2.2.1 Tạo hỗn hợp của 2 hay nhiều oxit  Đa số các xúc tác đều là hỗn hợp của 2 hay nhiều oxit dùng phương pháp đồng kết tủa  Nguyên tác cho kết tủa với base hỗn hợp dung dịch 2 hay nhiều muối, sau đó mang hydroxit kết tủa đi nung  13 Với phương pháp này cho phép điều chỉnh tỉ lệ oxit như ý muốn Các phương pháp sản xuất xúc tác 2.2 Phương . 10.700 7 Các phương pháp sản xuất xúc tác 2. Các Phương Pháp Sản Xuất Xúc Tác Thông Dụng ► Phương pháp tạo xúc tác kim loại ► Phương pháp đồng kết tủa ► Phương. Cr 2 O 3 14 Các phương pháp sản xuất xúc tác 2.2 Phương Pháp Đồng Kết Tủa 15 Các phương pháp sản xuất xúc tác 2.2 Phương Pháp Đồng Kết Tủa  2.2.2 Tạo xúc tác