Đang tải... (xem toàn văn)
Các chất xúc tác bazơ rắn đã được nghiên cứu từ hơn 30 nămtrước. Ngày nay, nhiều phản ứng được xúc tác bằng các bazơ rắn đã được hiệnthực hóa trong công nghiệp hữu cơ. Tầm quan trọng của chất xúc tác đó chủ yếulà ở khả năng tái sử dụng, dễ dàng tinh chế các sản phẩm, giảm thiểu các chấtthải... Sự phát triển các chất xúc tác bazơ rắn và những phản ứng được xúc tácbằng bazơ rắn đang tiếp diễn. Hiệu quả của các chất xúc tác bazơ rắn chắc chắnmỗi ngày một cao hơn.
Đề tài: Tìm hiểu chất mang Al2O3 Nhóm 12 GVHD: PGS.TS Phạm Thanh Huyền Team members VŨ GIA TÙNG CAO HỒNG DƯƠNG MSSV: 20145154 MSSV: 20140847 NGUYỄN VĂN SỬ MSSV: 20143899 LÊ NGỌC SƠN MSSV: 20143803 Nội Dung ỨNG DỤNG ĐIỀU CHẾ CẤU TRÚC TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG TỔNG QUAN Chất mang gì? Tại nhơm oxit làm chất mang ? Chất mang xúc tác thành phần hệ xúc tác, khơng có hoạt tính xúc tác, có bề mặt riêng lớn dùng làm để phân bố thành phần có hoạt tính xúc tác Vd silicagen, nhôm oxit, amiăng CMXT thông dụng Khái niệm Tính chất: - Bề mặt riêng lớn - Bền nhiệt - Bền - Dễ khuếch tán nhiệt - Ảnh hưởng đến độ phân cực xúc tác - Dễ làm thay đổi hướng phản ứng GS TS Đào Văn Tường, Động học xúc tác, NXB Khoa học kĩ thuật, 2006 TỔNG QUAN NHƠM OXIT • • • • • • • Bề mặt riêng lớn Hoạt tính cao Bền Bền nhiệt Tương đối trơ Điều chế dễ dàng Giá thành rẻ Phân loại: • • • • α-Al2O3 γ-Al2O3 η-Al2O3 • • • κ-Al2O3 δ-Al2O3 χ-Al2O3 θ-Al2O3 dạng α-Al2O3, γ -Al2O3 ứng dụng phổ biến CẤU TRÚC Alpha Alumina α-Al2O3 Cấu trúc tinh thể corundum Al2O3 GS Phạm Văn Tường, Giáo trinh Vật liệu vô cơ, NXB ĐHQG, 2007 CẤU TRÚC • Mạng tinh thể α-Al2O3 xây dựng từ đơn 2lớp anion O xếp chặt khối theo phương bó chặt (hcp) khối lục giác • Mỗi cation Al 3+ liên kết với anion O Alpha Alumina 2- tạo thành khối bát diện Các khối liên kết với tạo thành mạng tinh thể Alpha-Al2O3 Cấu trúc mạng tinh thể α-Al2O3 Hồng Nhâm, Hóa vơ tập 2, 1996 α-Al2O3 CẤU TRÚC Gamma Alumina γ-Al2O3 1 1 O Al 1 2- + 1 3+ Cấu trúc khối vị trí Al cấu trúc γ - Al2O3 GS Phạm Văn Tường, Giáo trinh Vật liệu vô cơ, NXB ĐHQG, 2007 CẤU TRÚC • Nhiều nghiên cứu mạng tinh thể γAl2O3 tương tự dạng tinh thể Spinel Gamma Alumina (MgAl2O4) • • Ơ mạng sở giả lập phương Có vị trí mà cation Al 3+ phân bố vào lớp anion để tạo thành khối tứ diện bát diện Cấu trúc mạng tinh thể γ-Al2O3 GS Phạm Văn Tường, Giáo trinh Vật liệu vô cơ, NXB ĐHQG, 2007 γ-Al2O3 SO SÁNH Các dạng thù hình Dạng thù hình Mạng tinh thể Hình dạng Mật độ khối D(g/cm ) Nhiệt độ nóng α-Al2O3 Lục phương Bản mặt thoi 3,99 2050°C γ-Al2O3 Lập phương Bát diện 3,6 1200°C α GS Phạm Văn Tường, Giáo trinh Vật liệu vơ cơ, NXB ĐHQG, 2007 chảy TÍNH CHẤT 01 α-Al2O3 • • Diện tích bề mặt nhỏ, khoảng 5-10 m2/g 02 γ-Al2O3 • • 200A Là dạng bền vững Al2O3 Chứa nhiều lỗ xốp có đường kính từ 30-120A thể tích lỗ xốp từ 0,5-1 cm /g Đường kính mao quản lớn > Diện tích bề mặt vào khoảng 100 - 300m /g • Cấu trúc xốp dễ bị biến đổi nung Nếu nhiệt độ cao bị sập cấu trúc, giảm diện tích bề mặt Các phương pháp Nghiên cứu đặc trưng - Hấp phụ vật lý N2 - Ứng dụng pt BET - SEM - Diện tích bề mặt - Kết cấu bề mặt - Hình dạng, kích thước tinh - TEM Phổ nhiễu xạ tia - Phân bố mao quản thể Cấu trúc tinh thể X (XRD) - Hấp phụ hóa học NH3, pyridine -TPD/TPR -Xác định tâm axit bề mặt -Độ axit XRD Nung tiền chất: Boehmite a) gamma alumina d) Alpha alumina Fang Hu,a Xiang Wu,ac Yamin Wanga and Xiaoyong Lai* b, sUltrathin γ-Al2O3 nanofibers with large specific surface area and their enhanced thermal stability by Si-doping HP vật lý N2 a) gamma alumina d) Alpha alumina Fig (A) Nitrogen adsorption-desorption isotherms and (B) the corresponding pore size distribution curves of alumina obtained at different calcined temperatures: (a) 500 °C, (b) 1000 °C, (c) 1100 °C and (d) 1200 °C Fang Hu,a Xiang Wu,ac Yamin Wanga and Xiaoyong Lai* b, sUltrathin γ-Al2O3 nanofibers with large specific surface area and their enhanced thermal stability by Si-doping TEM a) gamma alumina d) Alpha alumina Fang Hu,a Xiang Wu,ac Yamin Wanga and Xiaoyong Lai* b, sUltrathin γ-Al2O3 nanofibers with large specific surface area and their enhanced thermal stability by Si-doping Bảng kết phân tích A-500: Gamma alumina A-1200: Alpha alumina Fang Hu,a Xiang Wu,ac Yamin Wanga and Xiaoyong Lai* b, sUltrathin γ-Al2O3 nanofibers with large specific surface area and their enhanced thermal stability by Si-doping SEM &TEM α-Al2O3 P Souza Santosa, H Souza Santos*b, S.P Toledob Standard Transition Aluminas Electron Microscopy Studies SEM &TEM γ-Al2O3 P Souza Santosa, H Souza Santos*b, S.P Toledob Standard Transition Aluminas Electron Microscopy Studies Xúc tác • γ- Al2O3 thường sử dụng với vai trò hỗ trợ xúc tác chất xúc tác thứ Trong vai trò làm chất mang vai trò quan trọng ! Chất mang • α-Al2O3 làm chất mang trơ • γ- Al2O3 làm chất mang đa chức Chất hấp phụ • γ- Al2O3 có vai trò làm khơ chất lỏng khí, hấp phụ chọn lọc ngành xăng dầu ỨNG DỤNG Một số ứng dụng cơng nghiệp Các ứng dụng Vai trò Al2O3 Ví dụ sản xuất Ankyl hố Xúc tác Phenol Dehyđrơ hố Xúc tác Axit focmic Xúc tác 1- metylxyclohexan Chất mang Isophtaonitril Hydrơ desunfua hố Chất mang Tinh chế dầu Hyđrơ denitơ hoá Chất mang Tinh chế dầu Xúc tác Phenolhydrozon Chất mang Cyclohexan Xúc tác Hyđrôcacbon Chất mang Naphtalen Xúc tác Etyl ete Chất mang Ancol không no Xúc tác Xyclolefin Chất mang Etylenoxit Chất mang Etylenoxit Isome hố Reforming vòng hố Cracking Hyđrơ hố Polyme hoá Oxi hoá phần GS TS Đinh Thị Ngọ, PSG TS Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Hóa Học dầu mỏ khí, 2017 GS TS Đào Văn Tường, Động học xúc tác, NXB Khoa học kĩ thuật, 2006 Ví dụ phản ứng Hydro hóa Hệ xúc tác Co-Mo/γ-Al2O3 : phản ứng Desulfua hóa R-S + H2 → H2S + RH Hệ xúc tác Ni/γ-Al2O3 phản ứng Metan hóa: CO + 3H2 → CH4 + H2O Các hệ xúc tác Ni Co, Fe, Ru mang γ- Al2O3 GS TS Đinh Thị Ngọ, PSG TS Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Hóa Học dầu mỏ khí, 2017 GS TS Đào Văn Tường, Động học xúc tác, NXB Khoa học kĩ thuật, 2006 Ví dụ phản ứng Dehydro hóa Hệ xúc tác Pt/γ-Al2O3 • • • Phản ứng Dehydro hóa Naphten tạo thành Hydrocacbon thơm Phản ứng isome hóa vòng hóa Xúc tác cho phản ứng Alkyl hóa GS TS Đinh Thị Ngọ, PSG TS Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Hóa Học dầu mỏ khí, 2017 GS TS Đào Văn Tường, Động học xúc tác, NXB Khoa học kĩ thuật, 2006 Vai trò Hấp phụ Hỗn hợp khí Hỗn hợp số HC Ts thấp nhẹ Khí hiếm, khơng khí, nitơ oxit, metan, Làm giàu tinh chế phân đoạn dầu phân axetilen trình phân tách tách hợp chất vòng từ vòng no Al2O3 hấp phụ Hơi nước Một số hợp chất màu bảo quản thiết bị, máy móc ,kho chứa, làm khơ vật liệu nhiệt độ thấp, bảo vệ tranzito phần tử bán dẫn Các hợp chất màu từ sáp, dầu, chất béo K Ế T LU Ậ N Qua thuyết trình tìm hiểu Al2O3 Xác định được: Cấu trúc dạng alpha bền dạng gamma, nhiên dạng gamma có cấu trúc xốp, bề mặt riêng lớn ứng dụng rộng rãi cơng nghiệp Đặc biệt cơng nghiệp lọc hóa dầu TÀ I L I Ệ U T H A M KHẢO GS TS Đào Văn Tường, Động học xúc tác, NXB Khoa học kĩ thuật, 2006 GS TS Đinh Thị Ngọ, PSG TS Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Hóa Học dầu mỏ khí, 2017 GS TSKH Hồ Sĩ Thoảng, Giáo trình Xúc tác dị thể, 2006 GS Phạm Văn Tường, Giáo trinh Vật liệu vô cơ, NXB ĐHQG, 2007 , Vũ Thu Hà , Đỗ Thanh Hải ,Đinh Thị Ngọ ,Tạp chí hóa học, T.45 (6) Tr 741-748, 2007, Ảnh hưởng phương pháp tổng hợp đến tính chất cấu trúc nhôm oxit Tiềm ứng dụng làm chất mang nhơm oxit mao quản trung bình có trật tự Nguyễn Hữu Trịnh, Luận án Tiến sĩ Hoá học “Nghiên cứu điều chế dạng hydroxit nhôm, oxit nhôm ứng dụng công nghiệp lọc hoá dầu” Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội, 2002 10 Hồng Nhâm, Hóa vơ tập 2, 1994 Standard Transition Aluminas Electron Microscopy Studies, 1991 P Souza Santosa, H Souza Santos, S.P Toledob Fang Hu,a Xiang Wu,ac Yamin Wanga and Xiaoyong Lai Ultrathin γ-Al2O3 nanofibers with large specific surface area and their enhanced thermal stability by Si-dopinga, 2015 Thank You For Listening