Nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng và hoạt tính oxy hóa các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi của các xác tác nano vàng mang trên than hoạt tính dạng hạt

Các v tăli u xúcătácăd ngăh tănano-Me/GC và nano-Me/CeO2/GC đưăđ căt ngăh păthƠnhăcôngăb ngăph ngăphápăđ năgi nămetal-sol, trongăđó thanăho tătính, là v tăli u k ă n căđ căs ăd ngălƠmăch

IăH CăQU CăGIAăTP H ăCHệăMINH

BI NăCỌNGăTRUNG

OXY HịA CỄC H P CH T H U C D BAY H I

C A CỄC XÚC TỄC NANO VÀNG MANG TRÊN

THAN HO T TệNH D NG H T

LU NăỄNăTI NăS

TP.ăH ăCHệăMINH - N Mă2022

IăH CăQU CăGIAăTP HCM

BI NăCỌNGăTRUNG

OXY HịA CỄC H P CH T H U C D BAY H I

C A CỄC XÚC TỄC NANO VÀNG MANG TRÊN

THAN HO T TệNH D NG H T

Chuyên ngành: K ăthu tăHóaăh c

Mưăs ăchuyênăngƠnh: 62520301

Ph năbi năđ căl p: PGS.ăTS.ăNguy n ìnhăThƠnh

Ph năbi năđ căl p:ăPGS TS oƠnăV năH ngăThi n

Ph năbi n:ăPGS.ăTS.ăNguy năTháiăHoƠng

Ph năbi n: PGS.ăTS.ăH ăTh ăThanhăVơn

Ph năbi n: TS Nguy năH u L ng

NG I H NGăD N:

PGS TS NGUY NăQUANGăLONG

PGS TS NGÔ THANH AN

i

L I CAM OAN

TôiăxinăcamăđoanăđơyălƠăcôngătrìnhănghiênăc uăc aăb năthơnătôi.ăCácăk tăqu ănghiênăc uăvƠăcácăk tălu nătrongălu năánănƠyălƠătrungăth c,ăvƠăkhôngăsaoăchépăt ăb tăk ăm tăngu nănƠoăvƠăd iăb tăk ăhìnhăth cănƠo.ăVi căthamăkh oăcácăngu nătƠiăli uăđưăđ căth căhi nătríchăd năvƠăghiăngu nătƠiăli uăthamăkh oăđúngăquyăđ nh

Tácăgi ălu năán

Bi năCôngăTrung

ii

TịM T T LU N ỄN

Các n măg năđơyăđ ăx ălỦăcácăh păch tăh uăc ăd ăbayăh iă(VOCs)ăgơyăôănhi mămôiă

tr ng,ăvi cătìmăcácăxúcătácăm iăhi uăqu ă ăvùngănhi tăđ ăth păvƠăxúcătácăcóăd ngăh tă

d ăs ăd ng luônăđ căquanătơmăphátătri n.ăDoăđó, nghiênăc uănƠyăt ngăh păcácăch tăxúcătácănanoăkimălo iăquỦăAu,ăPdăvƠăAu(Pd)ămangătrênăthanăho tătínhăd ngăh tăcóăch aăvƠăkhôngăch aăCeO2 đ ălƠmăxúcătácăoxyăhóaăVOCsă ănhi tăđ ăth păvƠăcóăm tăh iă m

Lu năánăđưăđ a ra đ căs ă nhăh ngăc aăcácăthƠnhăph năch tăxúcătác,ăđi uăki năt ngă

h p đ năcácătínhăch tălỦăhóa,ăc uătrúc,ăđ cătínhăhìnhătháiăvà ho tătínhăxúcătácăc aăcác

ch tă xúcă tácă d ngă h tă (kíchă th că 0,5ă ậ 1 mm) nano-Me/GC và nano-Me/CeO2/GC (Me = Au, Pd, Au(Pd)) choăph nă ngăoxyăhoáătoluen,ăfomandehit (lƠă2ăVOCsăđ iădi n)ăănhi tăđ ăth păvƠăđi uăki năcóăh iă m

Các v tăli u xúcătácăd ngăh tănano-Me/GC và nano-Me/CeO2/GC đưăđ căt ngăh păthƠnhăcôngăb ngăph ngăphápăđ năgi nămetal-sol, trongăđó thanăho tătính, là v tăli u k ă

n căđ căs ăd ngălƠmăch tămangăđ ăt oăxúc tác oxy hóa.ăV tăli uăđ căkh oăsát đ că

tr ng b ngăcácăph ngăpháp:ănhi uăx ătiaăX (XRD), h păph - gi iăh păph ăN2, kính

hi năviăđi năt ăquétă(SEM),ăkínhăhi năviăđi năt ătruy năquaă(TEM),ăkínhăhi năviăđi năt ătruy năquaăphơnăgi iăcaoă(HRTEM), quangăph ăngu năplasmaăc mă ngăcaoăt năk tăn iă

kh iăph ă(ICP-MS),ăph ătánăx ăn ngăl ngătiaăXă(EDS)ăvƠăph ngăphápăquangăph ăh ngă

ngo i (FTIR), xácăđ nhăđi măđ ngăđi nă(PZC), ph ngăphápăkh ăhydroătheo ch ngă

trìnhănhi tăđ ă(H2-TPR), ph ngăphápăkh ăh păph ă oxy theoăch ngătrìnhănhi tăđ ă (O2-TPD)

K tăqu ăphơnătíchăđ cătr ng v tăli uăchoăth y s ăk tăh păc aăAuăvƠăPdătrênăb ăm t ch tăxúc tác l ngăkim Au(Pd) t o kíchăth căh tăAu(Pd) nh ăh năsoăv iăxúcătácăriêngăl Au

và Pd Kíchăth căh tăkimălo iăgi măt ăkho ngă8,4ănmă(Au)ătrênăxúcătácăđ năkimălo iă

xu ngăđ năd iă5ănmăkhiăc ăAuăvƠăPdăcùngăhi nădi n.ăH năn a,ăs ăt ngătác c aăcácă

h tănanoăAu(Pd)ăv iăb ăm tăCeO2 d năđ năs ăsuyăy uăc aăliênăk tăCe-OălƠmăt ngăkh ă

n ngăphơnătánăphaăho tăđ ng,ăvƠăcungăc păoxyăm ngăchoăph nă ng,ălƠmăchoăho tătínhăxúcătácăc aăcácăh tănanoăkimălo iăquỦătrênăcácăxúcătácănano-Me/CeO2/GCăđ căt tăh n

gi ăph nă ng Trongăkh oăsátăđ ăchuy năhóaăfomandehită ănhi tăđ ăphòng (30 °C), xúc tác 0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GC cóă đ ă chuy nă hóaă fomandehită đ tă 84,2%,ă caoă h năkho ngă22%ăsoăv iăđ ăchuy năhóaăfomandehităc aăxúcătác 0,50%Au-0,27%Pd/GC Vì

v yăđ ăchuy năhóaătoluen/fomandehităc aăxúcătác 0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GCăcaoăh năđángăk ăsoăv iăxúc tác 0,50%Au-0,27%Pd/GCătrongăcùngăđi uăki năkh oăsát vƠăcóăs ă

hi nădi năc aăh iăn c K tăqu ăcònăchoăth yăh i n c lƠmăgi măkhôngăđángăk ăho tătínhăc aăcácăv tăli uătrongănghiênăc uănƠyădoătínhăk ăn căc aăthanăho tătínhăd ngăh t Phơnătíchăđ ngăh căchoăquáătrìnhăoxyăhóaătoluenăb ngăxúcătácă0,50%Au-0,27%Pd/GC choăth yăph nă ngăx yăraătheoămôăhìnhăLangmuirậHinshelwoodăv i toluenăvƠăoxyăh pă

ph ătrênăhaiătơmăxúcătácăkhácănhau,ătrongăđóăcácăh tănanoăkimălo iăAu(Pd)ăs ăh păph ă

O2cóătrongădòngăkhíăđ uăvƠo, ph nă ngăv iătoluenăb h păph ătrênătơmăcacbon lƠăb căxácăđ nhăt căđ ăph nă ng,ăphùăh păv iăd ăli uăth cănghi m.ăM tăkhác, nghiênăc uăđ ngă

h căchoăph nă ngăoxyăhóaătoluenăb ngăxúcătácă0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GCăchoăth yă

mô hình Mars-vanăKrevelenălƠăphùăh păv iăd ăli uăth cănghi măthuăđ c.ăMôăhìnhăph nă

ng theo Mars-vană Krevelenă môă t ă nh ă sau:ă ph nă ngă oxyă hóaă toluenă v iă xúcă tácă0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GCăx yăraăquaăhaiăgiaiăđo n.ăGiaiăđo năđ uătiên,ătoluen b ăh pă

ph ăph nă ngăv iăoxy m ng trongăch tăxúcătácăt iătơmăxúcătác Au(Pd),ăd năđ năCeO2 ă

tr ngătháiăkh Giaiăđo năhai,ăCeO2đưăb ăkh ăs ăb ăoxyăhóaătr ăl iăb iăphơnăt ăoxyătrongăpha khí

iv

ABSTRACT

In recent years, to deal with volatile organic compounds (VOCs) causing environmental

pollution, finding new catalysts that are effective at low temperatures and easy-to-use

granular catalysts has always been of great interest Therefore, this study synthesizes

precious metal nanocatalysts Au, Pd, and Au(Pd) supported on granular activated carbon

with and without CeO2 to catalyze the oxidation of VOCs at low temperatures with the

presence of water vapor

The influence of composition and synthesis conditions on physicochemical properties,

morphology, the structural characteristics, and catalytic activity for the oxidation of

toluene and formaldehyde (typical VOCs) in low temperatures and humid conditions of

the granular catalysts (the particle size of 0.5 ậ 1 mm) nano-Me/GC and nano-Me/CeO2/GC (Me = Au, Pd, Au(Pd)) have been achieved in this dissertation

The granular nano-Me/GC and nano-Me/CeO2/GC catalysts were successfully

synthesized using the metal-sol method, in which activated carbon is hydrophobic

support to create dual-functional materials (adsorption and catalytic oxidation) The

physical and chemical properties of the catalysts were studied by X-ray diffraction

(XRD), N2 adsorption-desorption isotherms, scanning electron microscopy (SEM),

transmission electron microscopy (TEM), High-resolution Transmission Electron

Microscopy (HRTEM), inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS),

energy dispersive spectroscopy (EDS), fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy,

Point of zero charge (PZC), Hydrogen temperature programmed reduction (H2 TPR),

and Oxygen temperature programmed desorption (O2 TPD)

Notably, the size of the Au(Pd) nanoparticles was smaller in bimetallic catalyst when

Au and Pd were both presents when compared with the individual Au, Pd catalysts The

metal particle size decreases from about 8.4 nm (Au) on a single metal catalyst to less

than 5 nm when both Au and Pd are present Furthermore, the strong interaction of

Au(Pd) particles with the ceria surface weaken the CeậO bond, which improves the

surface oxygen mobility, enhancing the catalytic activities of noble metal nanoparticles

on nano-Me/CeO2/GC catalysts for oxidation reactions

v

At 150 °C, the nano 0.50%Au-0.27%Pd/CeO2/GC sample could make conversion about

81.2% of toluene, which was about 17% higher than that obtained in the case of the

0.50%Au-0.27%Pd/GC sample In particular, at the reaction temperature of 175 °C, the

nano 0.50%Au-0.27%Pd/CeO2/GC could make conversion toluene about 96.5%, which

was about 38% higher than the toluene conversion obtained in the case of the

0.50%Au-0.27%Pd/GC The 0.50%Au-0.27%Pd/CeO2/GC catalyst has good stability

after 50 reaction hours In investigating formaldehyde conversion at room temperature

(30 °C), the 0.50%Au-0.27%Pd/CeO2/GC catalyst could make conversion about 84.2%

formaldehyde, which was about 22% higher than the formaldehyde conversion obtained

in the case of the 0.50%Au-0.27%Pd/GC Therefore, the toluene/formaldehyde

conversion of the 0.50%Au-0.27%Pd/CeO2/GC catalyst is significantly higher than that

of the 0.50%Au-0.27%Pd/GC under the same experimental conditions and in the

presence of water vapor In this study, the humidity has an insignificant influence on the

catalytic activity due to the hydrophobicity of granular carbon

The kinetic analysis of 0.50%Au-0.27%Pd/GC catalyst for the catalytic oxidation of

toluene showed that the LangmuirậHinshelwood model with toluene and oxygen

adsorbed on two catalyst’săactiveăsites provide a good fit towards the experimental data,

wherein the reaction between the adsorbed toluene and adsorbed oxygen is the

rate-determining step On the other hand, the kinetic analysis for the catalytic oxidation of

toluene showed that the Marsậvan Krevelen model provided a good consistency towards

the experimental data in which the oxidation of the toluene with 0.50%Au-0.27%Pd/CeO2/GC catalyst took place in two steps Firstly, the adsorbed

toluene reacts with the oxygen in the ceria lattice, resulting in the reduction of the ceria

Next, the reduced ceria is re-oxidizedăbyătheăoxygenăpresentănearătheăcatalyst’săsurface

vi

L I CỄM N

Sauăth iăgianăh năb năn măh căt păd iămáiătr ngă iăh căBáchăkhoaăThƠnhăph ăH ăChíăMinh,ăhƠnhătrangămƠătôiăcóăđ călƠănh ngăki năth căt ăc ăb năđ nănơngăcaoăv ngƠnhăk ăthu tăhóaăh cămƠăquỦăTh yăCôăđưătruy năth ,ănh ngăk ăn ngăc ăb năđ nănơngăcao trongăth căt ăcôngăvi căc aăngƠnh.ăNh ngăki năth cănƠyălƠăhƠnh trangăgiúpătôiă ngă

d ngăvƠoăth căt ăcu căs ngăvƠăcôngăvi căc aămình

L iăđ uătiên,ătôiăxinătrơnătr ngăcámă năPGS TS Nguy năQuangăLong,ăkhoaăK ăthu tăHóaăh cătr ngă iăh căBáchăkhoa ThƠnhăph ăH ăChíăMinh Th yăđưăgiúpăđ ătôiăr tănhi uătrongăth iăgianăqua, Th yăđưăluônăt oăm iăđi uăki năt tănh tăđ ătôiănghiênăc uăvƠăhoƠnăthƠnhăcácăbƠiăbáoăkhoaăh c.ăTh yăt nătìnhăgiúpăđ ,ădìuăd tătôiătrongăsu tăquáătrìnhă

th căhi nălu năánăti năs ănƠy,ăc ngănh ăchiaăs ănh ngăkhóăkh nătrongăsu tăquáătrìnhănghiên c u.ăTìnhăc măvƠăki năth căc aăTh yăđưăd yăb oăchoătôiămưiămưiălƠăm tăk ăni mămƠătôiăkhôngăbaoăgi ăquênătrongănh ngăn măthángăh căt păd i máiătr ngănƠy.ăTôiăkính chúc Th yăth tănhi uăs căkh eăđ ăti păt căs ănghi pătr ngăng iăc aămình,ăđƠoăt oăraănhi uănhơnătƠiăph căv ăchoăquêăh ng,ăđ tăn căvƠăg tăháiăđ cănhi uăthƠnhăcôngă

h nătrongăcôngăvi căc ngănh ătrongăcu căs ng

Choătôiăg iăl iăc mă năchơnăthƠnhăđ năPGS.ăTS NgôăThanhăAn,ăkhoaăCôngăngh ăHóaă

h cătr ngă iăh căCôngănghi păTh căph măThƠnhăph ăH ăChíăMinh, Th yăđưănhi tătình h ătr ăvƠăđóngăgópăỦăki năchoătôiăhoƠnăthƠnhălu năánăti năs

Tôiăc ngăxinătrơnătr ngăcámă năGS.ăTS L uăC măL c,ăPGS.ăTS Nguy năNg căH nh,ăTS.ăNguy năTrí,ăPGS.ăTS LêăMinhăVi n,ăTS.ăNguy năQu căThi tăvƠăTS.ăTr năTh yăTuy tăMaiăđưăt nătình h ătr ăvƠăgiúpăđ ătôiăch nhăs aăhoƠnăthƠnhălu năán

Xinăc mă năcácăb năh căviênăvƠ sinhăviênă ăPhòngăthíănhi măxúcătác,ăKhoaăk ăthu tăhóaă

h căđưăđ ngăhƠnhăvƠăh ătr ătôiăth căhi năm tăs ăphơnătíchăm uătrongăquáătrìnhăthíănghi m,ăgiúpălu năánăđ căhoƠnăthƠnhăt tăh n

Tôiăc ngăxinăbƠyăt ălòngăc mă năđ năT păđoƠnăVingroupăvƠăch ngătrìnhăh căb ngăđƠoă

t oăti năs ătrongăn căc aăQu ă iăm iăsángăt oăVingroupă(VINIF),ăVi năNghiênăc uă

D ăli uăl nă(VinBigdata),ămưăs ăVINIF.2020.TS.35

vii

Tôiăc ngăxinăg iălòngăc mă năsơuăs căt iăBanăgiámăhi uăvƠăkhoaăCôngăngh ăL ngăth că

ậ Th căph mătr ngăCaoăđ ngăV nhăLongăđưăt oăđi uăki năthu năl iăchoătôiăhoƠnăthƠnhă

ch ngătrìnhăti năs ănƠy

viii

M C L C

DANHăM CăCỄCăHỊNHă NH xii

DANHăM CăB NGăBI U xvi

DANHăM CăCỄCăT ăVI TăT T xvii

M ă U 1

CH NGă1.ăT NGăQUAN 4

1.1 Ch tăh uăc ăd ăbayăh iă(VOCs) và tácăh iăc aăchúng đ nămôiătr ng, s că kh eăconăng i 4

1.2 Cácăph ngăphápăx ălỦăVOCs 5

1.2.1 Ph ngăphápăh păph 5

1.2.2 Ph ngăphápăoxyăhóaăxúcătác 6

1.3 Xúcătácăoxyăhóaăx ălỦăVOCs 6

1.3.1 Xúc tác nano Pd 7

1.3.2 Ch tăxúcătácăl ngăkimălo i 8

1.3.3 Ch tăxúcăti năCeO2 9

1.3.4 Ch tămangăcacbon 10

1.3.5 nhăh ngăc aăh iăn c 11

1.4 Xúc tác nano Au 12

1.4.1 Gi iăthi uăv ăxúcătácănanoăAu 12

1.4.2 Cácăph ngăphápăt ngăh păxúcătácănanoăAu 13

1.4.3 Tìnhăhìnhănghiênăc uăvƠăs ăd ngăxúcătácănanoăAu 15

1.5 ngăh căvƠăc ăch ăph nă ngăc aăoxyăhóaăxúcătácăVOCs 18

1.5.1 Môăhìnhăđ ngăh căph nă ngăc aăoxyăhóaăxúcătácăVOCs 18

1.5.2 C ăch ăph nă ngăc aăoxyăhóaăxúcătácăVOCs 20

1.6 M cătiêu,ăph măviăvƠăỦăngh aăc aănghiênăc u 23

1.6.1 M cătiêuănghiênăc u 23

1.6.2 Ph m viăvƠăđ iăt ngănghiênăc u 23

1.6.3 ụăngh aăc aănghiênăc u 24

CH NGă2.ăNGUYểNăV TăLI UăVĨăPH NGăPHỄPăNGHIểNăC U 26

2.1 Quyătrìnhăth cănghi m 26

2.1.1 Hóaăch t,ăd ngăc ăvƠăthi tăb ăthíănghi m 26

ix

2.1.1.1 Hóaăch t 26

2.1.1.2 D ngăc ăvƠăthi tăb 26

2.1.2 T ngăh păcácăv tăli uăMe/GCăb ngăph ngăphápămetal-sol 27

2.1.2.1 nhăh ngăc aăđi uăki năt ngăh păđ năkíchăth căcácăh tănanoăAuătrênă ch tăxúcătácăAu/GC 29

2.1.2.2 T ngăh păcácăv tăli uăMe/GCă(Meă=ăAu,ăPd,ăAu(Pd)) 29

2.1.3 T ngăh păcácăv tăli u Me/CeO2/GC 29

2.1.3.1 T ngă h pă v tă li uă CeO2/GCă b ngă ph ngă phápă ngơmă t mă m tă b c 29

2.1.3.2 T ngăh păcácăv tăli uăMe/CeO2/GCăb ngăph ngăphápămetal-sol 31

2.2 Cácăph ngăphápăphơnătíchăđ cătr ngăv tăli u 32

2.2.1 Ph ngăphápănhi uăx ătiaăX 32

2.2.2 Ph ngăphápăh păph ăđ ngănhi tăđaăl p 32

2.2.3 Ph ngăphápăkínhăhi năviăquétăđi năt 33

2.2.4 Ph ngăphápăkínhăhi năviăđi năt ătruy năqua 33

2.2.5 Ph ngăphápăkínhăhi năviăđi năt ătruy năquaăphơnăgi iăcao 33

2.2.6 Ph ngăphápăph ătánăx ăn ngăl ngătiaăX 33

2.2.7 Ph ngăphápăquangăph ăngu năplasmaăc mă ngăcaoăt năk tăn iăkh iăph 34

2.2.8 Ph ngăphápăkh ăhydroătheoăch ngătrìnhănhi tăđ 34

2.2.9 Ph ngăphápăgi iăh păph ăoxyătheoăch ngătrìnhănhi tăđ 35

2.2.10 Ph ngăphápăxácăđ nhăđi măđ ngăđi nă(PZC) 35

2.2.11 Ph ngăphápăquangăph ăh ngăngo i 36

2.3 ánhăgiáăđ ăchuy năhóaătoluen,ăfomandehităc aăcácăv tăli u 36

2.3.1 H ăth ngăph nă ng 36

2.3.2 Th căhi n ph nă ng 38

2.3.2.1 Cácăy uăt ăđưăđ căkh oăsátătrongăquáătrìnhăx ălỦătoluen 38

2.3.2.2 Cácăy uăt ăđưăđ căkh oăsátătrongăquáătrìnhăx ălỦăfomandehit 38

2.3.3 Tínhătoánăk tăqu ăph nă ng 39

x

2.4 ngăh căph nă ngăxúc tác 40

CH NGă3.ă CăTR NGăVĨăHO TăTệNHăOXYăHịAăCỄCăH PăCH TăH UăC ă D ăBAYăH IăC AăCỄCăH ăXÚCăTỄC 46

3.1 Xúc tác nano Me/GC 47

3.1.1 Phơnătíchăđ cătr ngăcácăv tăli uăMe/GC 47

3.1.1.1 cătr ngăc aăcácăxúcătácăAu/GCătrongăkh oăsátă nhăh ngăc aăđi uă ki năt ngăh păđ năkíchăth căcácăh tănanoăAu 47

3.1.1.2 Cácăv tăli uăMe/GC 51

3.1.2 Kh oăsátăhi uăqu ăx ălỦătoluen c aăcácăv tăli uăMe/GC 58

3.1.2.1 ăchuy năhóaătoluenăc aăcácăxúcătácăAu/GCătrongăkh oăsátă nhăh ngă c aăđi uăki năt ngăh păđ năkíchăth căcácăh tănanoăAu 58

3.1.2.2 ánhăgiáăhi uăqu ăx ălỦătoluenăc aăcácăv tăli uăMe/GC 60

3.1.3 ánhăgiáăhi uăqu ăx ălỦăfomandehităc aăcácăv tăli uăMe/GC 70

3.1.3.1 Kh ăn ngăh păph ăfomandehităc aăcácăv tăli uăMe/GC 70

3.1.3.2 nhăh ngăc aălo iăxúcătácăđ năđ ăchuy năhóaăfomandehităc aăcácăv tă li uăMe/GC 71

3.1.3.3 nhăh ngăc aăn ngăđ ăh iăn căđ năđ ăchuy năhóaăfomandehităc aă v tăli uă0,50%Au/GC và 0,50%Au-0,27%Pd/GC 72

3.1.3.4 Kh oăsátăđ ăchuy năhóaăfomandehitătheoăth iăgianăc aăxúcătácăMe/GC 73

3.1.4 Kh oăsátăđ ngăh căph nă ngăc aăxúcătácăMe/GC 74

3.2 Xúc tác nano Me/CeO2/GC 78

3.2.1 Phơnătíchăđ cătr ngăcácăv tăli uăMe/CeO2/GC 78

3.2.2 ánhăgiáăhi uăqu ăx ălỦătoluenăc aăcácăv tăli uăMe/CeO2/GC 85

3.2.2.1 Kh ăn ngăh păph ăc aăcácăv tăli uăMe/CeO2/GC 85

3.2.2.2 nhăh ngăc aălo iăxúcătácăvƠăhƠmăl ngăkimălo iăđ năđ ăchuy năhóaă toluenăc aăcácăv tăli uăMe/CeO2/GC 86

3.2.2.3 nhăh ngăc aănhi tăđ ăph nă ngăđ năđ ăchuy năhóaătoluenăc aăcácă v tăli uăMe/CeO2/GC 87

xi

3.2.2.4 nhăh ngăc aăn ngăđ ătoluenăđ năđ ăchuy năhóaătoluenăc aăcácăv tă

li uăMe/CeO2/GC 88

3.2.2.5 nhăh ngăc aăn ngăđ ăh iăn căđ năđ ăchuy năhóaătoluenăc aăcácă v tăli uăMe/CeO2/GC 90

3.2.2.6 nhăh ngăc aăt căđ ăth ătíchăđ năđ ăchuy năhóaătoluenăc aăcácăv tă li uăMe/CeO2/GC 91

3.2.2.7 Kh oăsátăđ ăchuy năhóaătoluenătheoăth iăgianăc aăxúcătácăMe/CeO2/GC 92

3.2.3 Soăsánhăđ ăchuy năhóa toluenăc aăxúcătácăMe/GCăvƠăMe/CeO2/GC 94

3.2.4 ánhăgiáăhi uăqu ăx ălỦăfomandehităc aăcácăv tăli uăMe/CeO2/GC 95

3.2.4.1 Kh ăn ngăh păph ăfomandehităc aăcácăv tăli uăMe/CeO2/GC 95

3.2.4.2 nhăh ngăc aălo iăxúcătácăđ năđ ăchuy năhóaăfomandehităc aăcácăv tă li uăMe/CeO2/GC 96

3.2.4.3 nhăh ngăc aăn ngăđ ăh iăn căđ năđ ăchuy năhóaăfomandehităc aă cácăm uă0,50%Au/CeO2/GC và 0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GC 97

3.2.4.4 Kh oă sátă đ ă chuy nă hóaă fomandehită theoă th iă giană c aă xúcă tácă Me/CeO2/GC 98

3.2.5 Kh oăsátăđ ngăh căph nă ngăc aăxúcătácăMe/CeO2/GC 99

K TăLU NăVĨăKI NăNGH 104

K tălu n 104

Ki năngh 105

DANH M CăCỌNGăTRỊNHă ẩăCỌNGăB 107

TĨIăLI UăTHAMăKH O 109

PH L C 121

xii

DANH M C CÁC HÌNH NH

Hìnhă1.1ăS ăl ngăbƠiăbáoăliênăquanăđ năxúcătácănanoăvƠng 12

Hìnhă1.2ăS ăđ ănguyênălỦăc aă(a)ăC ăch ăMVK;ă(b)ăC ăch ăL-H;ă(c)ăC ăch ăE-R 21

Hìnhă2.1ăThi tăb ăph nă ngăt ngăh păv tăli uăxúcătác 27

Hìnhă2.2ăS ăđ ăquyătrìnhăt ngăh păv tăli uăMe/GCăb ngăph ngăphápămetal-sol 28

Hìnhă2.3ăS ăđ ăquyătrìnhăt ngăh păv tăli uăCeO2/GCăb ngăph ngăphápăngơmăt măm tă b c 30

Hìnhă2.4ăS ăđ ăquyătrìnhăt ngăh păv tăli uăMe/CeO2/GCăb ngăph ngăphápămetal-sol 31

Hìnhă2.5ăS ăđ ăph nă ngăx ălỦătoluen/fomandehităb ngăcácăv tăli u 37

Hìnhă2.6ăThƠnhăph năc aăm tădòngăch yăph nă ng 41

Hìnhă2.7ăS ăph ăthu călogarităh ngăs ăt căđ ăph nă ngăvƠoă1/T 44

Hìnhă3.1ăPh ăXRDăcácăm uăxúcătácăAu/GCă nhăh ngăc aăđi uăki năt ngăh p 47

Hìnhă3.2ă ngăcongăđi măđ ngăđi n c aăGC 49

Hìnhă3.3ă ngăcongăđi măđ ngăđi n c aă0,50%Au/GC 49

Hìnhă3.4ăFTIRăm uăthanăho tătính 50

Hìnhă3.5ă nhăTEMăc aă(a)ă0,50%Au/GC-4-1,ă(b)ă0,50%Au/GCăvƠă(c)ăphơnăb ăkíchă th căc aăcácăh tănanoăAu 51

Hìnhă3.6ăPh ăXRDăcác m uăMe/GC 52

Hìnhă3.7ă ng đ ngănhi tăh păph ă- gi iăh păN2 m uăGC, 0,50%Au/GC và 0,50%Au-0,27%Pd/GC 52

Hìnhă 3.8ă nhă SEMă c aă a)ă GC, b) 0,50%Au/GC, c) 0,50%Pd/GC và d) 0,50%Au-0,27%Pd/GC 54

Hìnhă 3.9ă nhă TEMă cácă m uă (a)ă 0,50%Au/GC, (b) 0,50%Pd/GC và (c) 0,50%Au-0,27%Pd/GC 55

Hìnhă3.10ă nhăHRTEMăm uă0,50%Au-0,27%Pd/GC 55

Hìnhă3.11ăHìnhă nhăEDSămapping c aăm uă0,50%Au/GC 56

Hìnhă3.12ăHìnhă nhăEDSămappingăc aăm uă0,50%Pd/GC 57

Hìnhă3.13ăHìnhă nhăEDSămappingăc aăm uă0,50%Au-0,27%Pd/GC 57

Hìnhă 3.14ă ă chuy nă hóaă toluenă c aă GC,ă 0,50%Au/GC-4-0, 0,50%Au/GC-4-1, 0,50%Au/GC-4-2, 0,50%Au/GC-4-5ăvƠă0,50%Au/GCăd iăđi uăki năcóăh iă măt iăcácă nhi tăđ ăkhácănhauă ăth iăđi mă60ăphútăkh oăsát 58

xiii

Hình 3.15 ăchuy năhóaătoluenătheoăth iăgian c aăxúcătácă0,50%Au/GC t iă150ă°C

59Hìnhă3.16ă nhăh ngăc aănhi tăđ ăđ năl ngătoluenăh păph ăc aăGC 60Hìnhă3.17ă nhăh ngăc aăh iă măvƠăoxyăđ năl ngătoluenăh păph ăc aăthanăho tătínhă

d ngăh tătrongăkho ngăth iăgiană60ăphútăkh oăsátă ăcácănhi tăđ ăkhácănhau 61Hìnhă 3.18ă nhă h ngă c aă nhi tă đ ă đ nă l ngă toluenă h pă ph ă c aă cácă v tă li uă GC, 0,50%Au/GC, 0,50%Pd/GC và 0,50%Au-0,27%Pd/GC trongăkho ngăth iăgiană60ăphútă

kh oăsát 62Hìnhă3.19ă ăchuy năhóaătoluenăc aăcácăm uăMe/GCăt iă150ă°Că ăth iăđi mă60ăphútă

kh oăsát 63Hìnhă 3.20ă nhă h ngă nhi tă đ ă ph nă ngă đ nă đ ă chuy nă hóaă toluenă c aă m uă0,50%Au/GC và 0,50%Au-0,27%Pd/GC ăth iăđi mă60ăphútăkh oăsát 64Hìnhă 3.21ă nhă h ngă c aă n ngă đ ă toluenă bană đ uă đ nă đ ă chuy nă hóaă toluenă c aă0,50%Au/GC và 0,50%Au-0,27%Pd/GCăt iă150ă°Că ăth iăđi mă60ăphútăkh oăsát 66Hìnhă3.22ă nhăh ngăc aăn ngăđ ăh iăn căđ năđ ăchuy năhóaătoluenăc aă0,50%Au/GCă

và 0,50%Au-0,27%Pd/GCăt iă150ă°Că ăth iăđi mă60ăphútăkh oăsát 67Hìnhă3.23ă nhăh ngăc aăt căđ ăth ătíchăđ năđ ăchuy năhóaătoluenăc aă0,50%Au/GCă

và 0,50%Au-0,27%Pd/GCăt iă150ă°Că ăth iăđi mă60ăphútăkh oăsát 68Hình 3.24 ăchuy năhóaătoluenătheoăth iăgian c aăxúcătácă0,50%Au-0,27%Pd/GCăt iă

150 °C 69Hìnhă3.25ă nhăh ngăc aănhi tăđ ăđ năl ngăfomandehităh păph ăc aăGC 70Hìnhă3.26ă nhăh ngăc aănhi tăđ ăđ năl ngăfomandehităh păph ăc aăcácăm uăGC,ă0,50%Au/GC, 0,50%Pd/GC và 0,50%Au-0,27%Pd/GCătrongăkho ngăth iăgiană120ăphútă

kh oăsát 71Hìnhă 3.27ă ă chuy nă hóaă fomandehită c aă GC,ă 0,50%Au/GC,ă 0,50%Pd/GCă vƠă0,50%Au-0,27%Pd/GC t iănhi tăđ ăphòngă ăth iăđi mă120ăphútăkh oăsát 72Hìnhă 3.28ă nhă h ngă c aă n ngă đ ă h iă n că đ nă đ ă chuy nă hóaă fomandehită c aă0,50%Au/GC và 0,50%Au-0,27%Pd/GC t iănhi tăđ ăphòng ăth iăđi mă120ăphútăkh oăsát 73Hình 3.29 ăchuy năhóaăfomandehitătheoăth iăgian c aăxúcătácă0,50%Au-0,27%Pd/GC

t iănhi tăđ ăphòng 74Hìnhă 3.30ă nhă h ngă c aă t că đ ă th ă tíchă đ nă t că đ ă ph nă ngă oxy hóa toluenă c aă0,50%Au-0,27%Pd/GCăt iă150ă°C 75Hình 3.31 S ăkhácăbi tătrongăt căđ ăph nă ngăoxy hóa toluen theo tính toán và t căđ ă

ph nă ngăoxy hóa toluenătheoăth cănghi m c aăbaămôăhìnhătrongăcùngăđi uăki năph nă

ng c aăxúcătácă0,50%Au-0,27%Pd/GC 76

xiv

Hìnhă3.32ăPh ăXRDăcácăm uăMe/CeO2/GC 78

Hình 3.33 ng đ ngănhi tăh păph ă- gi iăh păN2 m uăCeO2/GC, 0,50%Au/CeO2/GC và 0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GC 80

Hìnhă3.34ă nhăSEMăc aăa)ăGC,ăb)ăCeO2/GC, c) 0,50%Au/CeO2/GC và d) 0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GC 80

Hìnhă3.35ă nhăTEMăc aăcácăxúcătácăđ năkimălo iăvƠăl ngăkim: (a) 0,50%Au/CeO2/GC, (b) 0,50%Pd/CeO2/GC và (c) 0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GC 81

Hìnhă3.36ă nhăHRTEMăm uă0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GC 81

Hìnhă3.37ăHìnhă nhăEDSămappingăc aăm uă0,50%Au/CeO2/GC 82

Hìnhă3.38ăHìnhă nhăEDSămappingăc aăm uă0,50%Pd/CeO2/GC 82

Hìnhă3.39ăHìnhă nhăEDSămappingăc aăm uă0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GC 83

Hình 3.40 Phân tích H2-TPRă c a 0,27%Pd/GC và 0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GC 84

Hình 3.41 Phân tích O2-TPDă c aă 0,27%Pd/GC và 0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GC 85

Hìnhă3.42ă nhăh ngăc aănhi tăđ ăđ năl ngătoluenăh păph c aăcácăm uăGC,ăCeO2/GC, 0,50%Au/CeO2/GC, 0,50%Pd/CeO2/GC và 0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GC trongăkho ngă th iăgiană60ăphútăkh oăsát 86

Hìnhă3.43ă ăchuy năhóaătoluen c aăcácăm uăMe/CeO2/GCăt iă150ă°Că ăth iăđi m 60 phútăkh oăsát 87

Hìnhă 3.44ă nhă h ngă nhi tă đ ă ph nă ngă đ nă đ ă chuy nă hóaă toluenă c aă cácă m uă 0,50%Au/CeO2/GC và 0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GC ăth iăđi mă60ăphútăkh oăsát 88

Hìnhă 3.45ă nhă h ngă c aă n ngă đ ă toluenă đ nă đ ă chuy nă hóaă toluenă c aă 0,50%Au/CeO2/GC và 0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GC t iă175ă°Că ăth iăđi mă60ăphútă kh oăsát 89

Hìnhă 3.46ă nhă h ngă c aă n ngă đ ă h iă n că đ nă đ ă chuy nă hóaă toluenă c aă 0,50%Au/CeO2/GC và 0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GC t iă175ă°Că ăth iăđi mă60ăphútă kh oăsát 90

Hìnhă 3.47ă nhă h ngă c aă t că đ ă th ă tíchă đ nă đ ă chuy nă hóaă toluenă c aă 0,50%Au/CeO2/GC và 0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GC t iă100ă°Că ăth iăđi mă60ăphútă kh oăsát 91

Hình 3.48 ă chuy nă hóaă toluen theoă th iă gian c aă xúc tác 0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GCăt iă175ă°C 92

Hìnhă3.49ă nhăHRTEMăm uă0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GCăv i:ă(a),ă(b)ăTr căph nă ngă vƠă(c),ă(d)ăSauă50ăgi ăph nă ng 93

xv

Hìnhă 3.50ă Soă sánhă đ ă chuy nă hóaă toluenă c aă 0,27%Pd/GC và 0,27%Pd/CeO2/GC t iăcácănhi tăđ ăkhácănhauă ăth iăđi mă60ăphútăkh oăsát 94Hìnhă3.51ă nhăh ngăc aănhi tăđ ăđ năl ngăfomandehităh păph c a cácăm uăGC,ăCeO2/GC, 0,50%Au/CeO2/GC, 0,50%Pd/CeO2/GC và 0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GC trong kho ngăth iăgiană120ăphútăkh oăsát 96Hìnhă3.52ă ăchuy năhóaăfomandehităc aăcácăm uăGC, CeO2/GC, 0,50%Au/CeO2/GC, 0,50%Pd/CeO2/GC và 0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GCăt iănhi tăđ ăphòngă ăth iăđi mă120ăphútăkh oăsát 97Hìnhă3.53ă nhăh ngăc aăn ngăđ ăh iăn căđ năđ ăchuy năhóaăfomandehităc aăcácăm uă0,50%Au/CeO2/GC và 0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GC t iănhi tăđ ăphòng ăth iăđi mă120ăphútăkh oăsát 98Hình 3.54 ă chuy nă hóaă fomandehită theoă th iă gian c aă xúcă tácă 0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GCăt iănhi tăđ ăphòng 99Hìnhă 3.55ă nhă h ngă c aă t că đ ă th ă tíchă đ nă t că đ ă ph nă ngă oxyă hóaă toluen c a 0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GC t iă100ă°C 100Hìnhă3.56ăS ăkhácăbi tătrongăt căđ ăph nă ngăoxyăhóaătoluenătheoătínhătoán và t căđ ă

0,50%Au-ph nă ngăoxyăhóaătoluenătheoăth cănghi m c aăb nămôăhìnhătrongăcùngăđi uăki nă0,50%Au-ph năngăc aăxúcătácă0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GC 102

xvi

DANH M C B NG BI U

B ngă1.1ăTínhăch tăv tălỦ,ăhóaăh căvƠănhi tăđ ngăh căc aăVOCsăph ăbi n 4

B ngă2.1ăTiêuăchu năch tăl ngăthanăho tătínhă(GC) 26

B ngă2.2ăCácăbi uăth căt ăl ăápăd ngăchoăcácăthíănghi m 42

B ngă2.3ăPh ngătrìnhătoánăh căđ căs ăd ngăđ ăphùăh păv iăcácămôăhìnhăđ ngăh căvƠă d ăli uăth cănghi m 42

B ngă2.4ăCácăy uăt ăđưăđ căkh oăsátăv iăt ngălo iăv tăli uăt ngăh p 45

B ngă3.1 KỦăhi u, thành ph n và ph ngăphápăđi uăch ăc aăcácăxúcătác 46

B ngă3.2ăKíchăth cătinhăth ăcácăm uăAu/GCă nhăh ngăc aăđi uăki năt ngăh p 47

B ngă3.3ă cătr ngăc aăxúcătácăđ năkimălo iăvƠăl ngăkimăMe/GC 53

B ngă3.4ăSoăsánhăl ngătoluenăchuy năhóaă ăcácăn ngăđ ătoluenăkhácănhauătrênăhaiăch tă xúc tác 0,50%Au/GC và 0,50%Au-0,27%Pd/GC 66

B ngă3.5ăH ngăs ăt căđ ăvƠăh ngăs ăh păph ăc aăcácămôăhìnhăđ ngăh căchoăph nă ngă oxyăhóaătoluenăc a xúc tác 0,50%Au-0,27%Pd/GC 76

B ngă 3.6ă Soă sánhă n ngă l ngă ho tă hóaă vƠă nhi tă h pă ph ă c aă môă hìnhă đ ngă h că LangmuirậHinshelwood 77

B ngă3.7ă cătr ngăc aăxúcătácăđ năkimălo iăvƠăl ngăkimăMe/CeO2/GC 79

B ngă3.8ăSoăsánhăl ngătoluenăchuy năhóaă ăcácăn ngăđ ătoluenăkhácănhauătrênăhaiăch tă xúc tác 0,50%Au/CeO2/GC và 0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GC 89

B ngă3.9ăSoăsánhăđ ăchuy năhóaătoluenăc aăxúcătácă0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GC theo th iăgianăph nă ng 93

B ngă 3.10ă Soă sánhă l ngă toluenă đưă chuy nă hóaă c aă haiă ch tă xúcă tácă đưă t ngă h pă 0,50%Au-0,27%Pd/GC và 0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GCăv iăcácănghiênăc uătr căđơy 95

B ngă3.11ăH ngăs ăt căđ ăvƠăh ngăs ăh păph ăc aăb nămôăhìnhăđ ngăh căchoăph nă ngă oxyăhóaătoluenăc aăxúc tác 0,50%Au-0,27%Pd/CeO2/GC 101

xvii

DANH M C CÁC T VI T T T

BET Brunauer-Emmett-Teller ậ Ph ngăphápăđ ngănhi tăh păph ăậ kh ăh pă

ph ăN2

BJH Barret-Joyner-Halanda

CVD Chemical Vapor Deposition ậ Ph ngăphápăbayăh iăl ngăđ ngăhóaăh c

D ậP Deposition ậ Precipitation ậ Ph ngăphápămangăậ k tăt a

EDS Energy Dispersive Spectroscopy ậ Ph ngăphápăph ătánăx ăn ngăl ngătiaă

X

ER MôăhìnhăEleyăứăRideal

FID Flame Ionization Detector

GC Granular Carbon ậ Thanăho tătínhăd ngăh t

theoăch ngătrìnhănhi tăđ

truy năquaăphơnăgi iăcao

ph ăngu năplasmaăc mă ngăcaoăt năk tăn iăkh iăph

x ătiaăXăchu n

LH MôăhìnhăLangmuirăứăHinshelwood

Me Kimălo iăquỦă(Meă=ăAu,ăPd,ăAu(Pd))

MVK MôăhìnhăMarsăứăVanăKrevelen

oxyătheoăch ngătrình nhi tăđ

PVA Polyvinyl Alcohol

PZC Point of Zero Charge

SEM Scanning Electron Microscopy ậ Ph ngăphápăkínhăhi năviăđi năt ăquét

TEM Transmission Electron Microscopy ậ Ph ngăphápăkínhăhi năviăđi năt ă

truy năqua

xviii

XRD X-ray diffraction ậ Ph ngăphápănhi uăx ătiaăX

N ngăđ ăc aăoxy (ppmv)

H ngăs ăh păph ăc aăoxy (ppmv-1)

C F N ngăđ ăfomandehit (ppmv)

C p Nhi tădungă(J.mol-1.°C-1)

C T N ngăđ ăc aătoluen (ppmv)

C W N ngăđ c aăh iăn că(ppmv)

F To Su tăl ngămol banăđ uăc aătoluen (mol.s-1)

k H ngăs ăt căđ ăph nă ngă(mol.g-1.s-1)

K T H ngăs ăh păph ăc aătoluen (ppmv-1)

t T Nhi tăđ ăbìnhătoluen (°C)

t W Nhi tăđ ăbìnhăn că(°C)

V: T căđ ădòngăt ngă(L.h-1)

W Kh iăl ngăch tăxúcătácă(g)

X ăchuy năhóaăc aătoluen ăth iăđi măt

G f Bi năthiênăn ngăl ng Gibbs t oăthƠnh (kJ.mol-1)

H f Bi năthiênăEntanpi t oăthƠnh (kJ.mol-1)

1

Cácăh păch tăh uăc ăd ăbayăh iă(VOCs) là m tătrongănh ngăkhíăth iăchínhăgơyăôănhi măkhông khí và nhăh ngăđ năs căkh eăconăng i [1] Nghiênăc uăv ă nhăh ngăc aăconă

ng iăkhiăti p xúcăv iăVOCs,ăLi vƠăcácăc ngăs [2] đưăcôngăb khi ti păxúcăv iăVOCsă

ăn ngăđ ăcao, conăng iăs b ăcácătri uăch ngăliênăquanăđ năđ ngăhôăh p,ăgơyăđ că

th năkinh,ăt năth ngăn iăt ng, gơyăđ tăbi n,ăungăth ,ăcóăth ăd năđ năt ăvong VOCs

đ căphátătánăch ăy uăt ăcácănhƠămáyăl căd u,ăs ăcháyănhiênăli uăđ ngăc ,ăhóaăch tăcôngănghi p,ăs ăphơnăh yătrongăsinhăquy năvƠăsinhăkh i,ăcácănhƠămáyăd căph m,ăngƠnhăcôngănghi păôătô,ăcácănhƠăs năxu tăd tămay,ăcácăquáătrìnhădungămôi,ăcácăs năph măt yăr a,ăinăn,ăv tăli uă cáchăđi n,ăv năphòngăph m,ă máyă in,ầăVOCsăph ăbi nălƠăcácăd n xu tăhalogen,ăanđehit,ăancol,ăxeton,ăh păch tăth măvƠăete [3].ăVìăv yăvi călƠmăgi măhƠmă

l ngăc aăVOCsătr căkhiăth iăraămôiătr ngălƠ c năthi t.ăCóăhaiăph ngăphápăđ căs ă

d ngăđ ălo iăb ăcácăch tăô nhi măVOCs:ăthuăgi ă(ch ăy u h păph )ăvƠătiêuăh yă(oxyăhóaăxúc tác) [4]

Hi n nay,ădoăk ăthu tăh păph đòiăh iăd chăv ăb oătrìănghiêmăng tăvƠăchiăphíăcao.ăV tă

li uăh păph ăcóăth ăb ăbưoăhòaăvƠăc năthayăth ăvìăcácăch tăgơyăôănhi măkhôngăb ăphơnă

h y.ăDoăđó,ăquáătrìnhăoxyăhóaăb ngăch tăxúcătácălƠăph ngăphápăđ yăh aăh năđ ăx ălỦăVOCs,ăđ căbi t ăn ngăđ ăth p,ăđ ăt oăthƠnhăCO2vƠăn că[5].ăTuyănhiên,ăph ngăphápănƠyăv năcònăm tăs ăh năch ănh :ănhi tăđ ăph nă ngăcaoă(250 ậ 500ă°C)ă[3],ănguyăc ăcháyăn ăvƠăs ăhìnhăthƠnhăNOx khiătoƠnăb ădòngăkhíă ănhi tăđ ăcao [6, 7],ăvƠăs ăthiêuăk tă

c aăcácăch tăxúcătácăc ng x yăraătrongămôiătr ngănhi tăđ ăcao [5].ăM tătháchăth căkhácă

c aăquáătrìnhăoxyăhóaăVOCsăhi nănayălƠălƠmăth ănƠoătránhăđ căs ăđ uăđ căxúcătácădoă

h iă mătrongădòngăkhí.ăKhôngăkhíă ăcácăn cănhi tăđ iănh ăVi tăNamăr tă m,ăh iă măs ăcăch ăquáătrìnhăph nă ngăoxyăhóaădoănó chi măgi ăcácătơmăho tătínhăc aăch tăxúcătácă

h păph ăVOCsăvƠăthayăđ iăchuy năhóaătr ngătháiăcơnăb ngăc aăph nă ngăoxyăhóa Trongănh ngăn măg năđơy,ăcácănhƠăkhoaăh căđư t pătrungăvƠoăvi căphátătri năcácăch tăxúcătácăhi uăqu ăv iăm căđíchăgi mănhi tăđ ăcho quá trình oxy hóa các VOCs Có ba

lo iăch tăxúcătácăhi uăqu ăđ căphátătri năchoăquáătrìnhăoxyăhóaăVOCs:ăCácăch tăxúcătácă

2

kimălo iăquỦ,ăch tăxúcătácăoxităkimălo iăvƠăcácăch tăxúcătácăh năh păkimălo iă[3, 5, 8] Cácăch tăxúcătácăoxităkimălo iăr ăh năvƠăcóăkh ăn ngăítăb ăđ uăđ căh n,ănh ngăchúngăkémăb năvƠăhi uăsu tăph nă ngăth păh năsoăv iăcácăch tăxúcătácăkimălo iăquỦătrongăquáătrình oxy hóa VOCs [3, 5].ăKimălo iăvƠngăcó uăđi măn iăb tăsoăv iăcácăkimălo iăquỦăkhácădùngătrongăl nhăv căxúcătácănh ăPt,ăPd,ầ xúcătácăchoăquáătrìnhăoxyăhóaăVOCsă ănhi tăđ ăth pă[5, 9, 10] Doăđó,ănghiênăc uăch tăxúcătácătrênăn nănanoăvƠngălƠăm tăh ngănghiênăc uăm iăđ yăti măn ng

M cădùăch tăxúcătácănanoăAuăcóăho tătínhăcao,ănh ngănó c ngăcóăm tăs ăh năch ăc nă

kh căph c.ă i uăquanătr ngănh tălƠăkh ăn ngăt ngătácăv iăcácăphơnăt ăch tăph nă ngătrongămôiătr ng.ăH năn a,ăcácăch tămangăx pălƠăc năthi tăđ ălƠmăt ngăn ngăđ ăch tă

ph nă ngăxungăquanhăcácătơmăho tăđ ngăvƠăgiúpăcácăh tănanoăAuăphơnătánăt tăh n.ăCácă

ch tămangăth ngăđ căs ăd ngăbao g măthanăho tătínhă[11], zeolit [12, 13] và oxit kim

lo iă(TiO2 [14], CeO2 [15, 16], Co3O4 [17], v.v.) Nh ăđưăbi tăthanăho tătínhălƠăv tăli uă

tr ,ăcóădi nătíchăb ăm tăriêngăl năh năcácăoxităkimălo iă(> 400 m2/g), và k n c.ăV i

đ căđi măđó,ăthanăho tătínhăđ căs ăd ngăđ ălƠmăch tămangăchoănhi uătơmăxúcătácăkhácănhau,ăvƠăhi năđangăđ că ngăd ngăr ngărưiătrongăcácăngƠnhăcôngănghi păcóăliênăquană

đ năph nă ngăxúcătácăd ăth ,ăx ălỦămôiătr ng,ăv.v H năn a,ăcácăch tămangăoxităkimă

lo iăcóătínhăkh ăc ngăđưăđ căch ngăminhălƠăcóă nhăh ngăđ năc ăch ăph nă ngăoxyăhóaăVOCs.ăTrongătr ngăh pănƠy,ăcácăl ătr ngăanionăhayăcònăg iălƠăoxyătrênăb ăm tă

m ngătinhăth ăn măg năv iăh tănanoăAuăs ălƠăv ătríăx yăraăquáătrìnhăh păph ăvƠăho tăhóaăphơnăt ăO2 [18]

Tuy nhiên, các ch tăxúcătácătr căđơyăth ngăđ căt ngăh p ăd ngăb t ( i năhìnhăxúc tác Pd/AC và Pd-M/AC (M = Co, Ni, và Cu) [11], Au-Pd/Co3O4 [19], AuPd/Ce0,6Zr0,3Y0,1O2 (CZY) [20],ầ.) Doăđó,ăt ăgócăđ ăcôngănghi p,ăr tăkhóăđ ăápă

d ngăcácăch tăxúcătácăd ngăb tănƠyătrongăcácăquyătrìnhăth căt ăvìăd ngăb tăkhi năchúngă

g păkhóăkh nătrong thuăth păvƠătáiăs ăd ng H năn a,ătrongăph năl năcácănghiênăc u, nhăh ngăc aăh i m b ăb ăquaăho căcóătácăđ ng đ năho tătínhăc aăch tăxúcătácădoăđ cătínhă aăn căc aăch tămang

M t khác, ceria (CeO2)ăv iăkh ăn ngăl uăgi ăoxyăd iădƠo, t ngăkh ăn ngăphơnătánăphaă

ho tăđ ng,ăcungăc păoxyăm ngăchoăph nă ngăvƠălƠmăchoăho tătínhăxúcătácăc aăcácăh tă

3

nanoăkimălo iăquỦăđ căt tăh nă[5, 21-25] T ăđó, CeO2 th ngăđ căcácănghiênăc uăs ă

d ngănh ăch tăxúcăti n

T ănh ngălỦădoănh ătrên,ănghiênăc uănƠyăt pătrungăvƠoăt ngăh păv tăli u d ngăh t (kích

th că0,5 ậ 1 mm) nano-Me/GC và nano-Me/CeO2/GC (Me = Au, Pd, Au(Pd); GC: than

ho tătínhăd ngăh t)ăđ ălƠmăxúcătácăoxyăhóaăVOCsă ănhi tăđ ăth p,ăvƠăđi uăki năcóăh iăm.ăCácăch tăxúcătácănƠyăch aăcácăh tănano kimălo i,ăl ngăkimăphơnătánătrênăch tămangăthanăho t tínhăd ngăh tăv iăkíchăth că0,5 ậ 1ămmăd ădƠngătrongăs ăd ngăvƠătáiăs ăd ng Tínhăk ăn căc aăb ăm tăcacbonăgópăph năgiúpăchoăxúcătácăch ngăl iăđ căs ăđ uăđ că

c aăh iă mătrongădòngăkhí.ăH năn a,ăcácăh tănanoăkimălo iăvƠăl ngăkim,ăcùngăv iăch tăxúcăti năCeO2 lƠmătácănhơnăxúcătácăoxyăhóaăđ ălo iăb ăcácăch tăôănhi măVOCs.ăN iădungănghiênăc uăv iăb năn iădungăchiăti t:ă(i)ăt ngăh păxúcătácăm i,ă(ii)ăphơnătíchăđánhăgiáăcácăđ cătr ngăxúcătác,ă(iii)ănghiênăc uăho tătínhăxúcătácăoxyăhóaăhaiălo iăVOCsăđi năhình là toluen, fomandehit ănhi tăđ ăth păvƠăđi uăki năcóăh iă m,ăvƠă(iv)ănghiênăc uă

đ ngăh c choăxúcătácăcóăho tătínhăt tănh tătrongăm iălo iăxúcătácăMe/GC và Me/CeO2/GC

nano-4

1.1 Ch t h u c d bay h i (VOCs) và tác h i c a chúng đ n môi tr ng, s c

kh e con ng i

VOCsă(Volatileăorganicăcompounds)ălƠăcácăh păch tăh u c ăcóăápăsu tăh iăReidătrênă

10,3ăPaă ănhi tăđ th ngă(20 °C) vƠăápăsu tă101,325ăkPa.ăVOCsăph ăbi nălƠăcácăd nă

xu tăhalogen,ăanđehit,ăancol,ăxeton,ăh păch tăth măvƠăete.ăB ngă1.1ătrìnhăbƠyătínhăch tă

v tălỦ,ăhóaăh căvƠănhi tăđ ngăh căc aăVOCsăph ăbi n [3]

B ngă1.1 Tínhăch tăv tălỦ,ăhóaăh căvƠănhi tăđ ngăh căc aăVOCsăph ăbi nă[3]

H f (kJ.mol -1 )

110,6 -42 80,1

136

144 -84

56 -19

68 39,6 61,2 76,72 87,2 121,1 20,2 -103,7

114,09 -23,4 124,5 120,0 110,8 209,2 -155,3 -109,9 -4,0 -68,9 -68,5 -62,5 6,7 20,6 -133,2 68,4

12,0 -103,8 49,0 -12,5 -24,4 226,7 -248,1 -115,9 -198,8 -95,5 -101,3 -132,8 -19,1 -14,2 -166,4 52,5

Trongăđó:ăCp:ănhi tădung,ă Gf :ăn ngăl ngăhìnhăthƠnhăGibbs,ă Hf : entanpi c aăs ăhìnhăthành

VOCs khôngăch ăgơyăh iăchoămôiătr ngăv iăs ăpháăh yăc aăt ngăozon,ănghiêmătr ngă

h nălƠăs ăhìnhăthƠnhăs ngămùăquangăhóaăthôngăquaăph nă ngăv iăcácăch tăôănhi m khác trongăkhôngăkhí,ănh ăNOx và SOx,ămƠăcònă nhăh ngănguyăhi măđ năs căkh eăconă

ng iăkhiăti păxúcăth iăgianădƠi [26-28]

5

T ănh ngăn iădungătrên,ăcóăth ăth yăVOCsăcóăm tă ăh uăh tă ăcácănhƠămáyăs năxu t,ă

đ căbi tălƠăcácăngƠnhăcôngănghi păcóăs ăd ngădungămôi.ăH năn a,ăVOCsăcònăhi nădi năăcácăcôngătrìnhăxơyăd ng,ătrongăcácăc năh ,ăcaoă c,ăv năphòngăvƠ n iălƠmăvi căh ngăngày VOCs nhăh ngăr tănghiêmătr ngăđ năs căkh eăn uăti păxúcăv iăth iăgianădƠi,ăvƠă

đ căbi tălƠăkhiăVOCsă ăn ngăđ ăcaoăcóăth ăgơyăungăth ăvƠăcácăb nhănguyăhi măkhác.ăVìă

v y,ăvi căx ălỦăVOCsătr căkhiăth iăraămôiătr ngălƠăc năthi t,ăđ c bi tălƠăx ălỦă ănhi tă

đ ăth pă(<ă200ă°C)ăđangăđ căcácănhƠăkhoaăh căt pătrungănghiênăc uăphátătri n.ăVƠăđ ătƠiăắNghiênăc uăt ngăh p,ăđ cătr ngăvƠăho tătínhăoxyăhóaăcácăh păch tăh uăc ăd ăbayă

h iăc aăcácăxúcătácănanoăvƠngămangătrênăthanăho tătínhăd ngăh t” đưăđ căch năđ ăth că

hi năchoălu năán ti năs ,ăv iămongămu nănghiênăc uănƠyăcóăth ăđ că ngăd ngătr căti pătrongăcôngănghi păđ ăx ălỦ cácăngu năVOCsă ăVi tăNam,ănh mănơngăcaoăch tăl ngă

đ iăs ngăc aăchúngăta

1.2 Các ph ng pháp x lý VOCs

Haiăph ngăphápăth ngăđ căs ăd ngăđ ăx ălỦăhi uăqu ăVOCsălƠ:ăph ngăphápăh pă

ph ăvƠăph ngăphápăoxyăhóaăxúcătácă[4]

Ph ngăphápăh păph ălƠăm tătrongănh ngăk ăthu tăhi uăqu ăđ ălo iăb ăVOCs ăn ngăđ ă

th pă(<1.000 ppmv) [29-32].ăNhi uănghiênăc uăđưăđ c th căhi năđ ăphátătri năcácăv tă

li u h păph ăhi uăqu ăCácăv tăli uăh păph ăth ngăđ căs ăd ngănh :ăzeolit [29, 33], cácăch tăh uăc ăkhungăkimălo iă(metal-organic frameworks) [34, 35]ăvƠăcácăv tăli uăcacbon [30-32].ăDoădi nătíchăb ăm tăl n,ăc uătrúcăl ăx păcóăth ăki măsoát,ătínhă năđ nhănhi tăvƠătínhăch tăaxit/baz ,ănênăthanăho tătínhălƠăv tăli u h păph ăph ăbi nănh tă[3].ăTuyănhiên,ăsauăkhiăh păph ăđ tăđ nătr ngătháiăbưoăhòa,ăthanăho tătínhăkhôngăcóăkh ăn ngăh pă

ph ăthêmăVOCs.ăN uăđi uăki nămôiătr ngăthayăđ i,ăvíăd ăkhiăt ngănhi tăđ ăho căgi măápăsu t,ăcácăVOCsăb ăh păph ăcó th ăđ căgi iăh păkh iăcácăv tăli u h păph ,ăd năđ năôănhi măth ăc pă[31, 36].ăH năn a,ătrongăcácă ngăd ngăcôngănghi pădoăVOCsătrongălu ngă

khíăth iă ănhi tăđ ă80ă- 120ă°Cănênăkhôngăth ăx ălỦăb ngăquáătrìnhăsinhăh că(nhi tăđ ăquáăcao),ămáyăl că(ápăsu tăh iăvƠăđ cătínhă aăbéoă(lipophilic))ăho căh păph ă(nhi tăđ ăcaoăcóăxuăh ngătiêuăc căchoăđ cătínhăh păph )ă[4]

6

Bên c nhăph ngăphápătrên,ăph ngăphápăoxyăhóaăxúcătácăđ căcoiălƠăm tătrongănh ngă

ph ngăphápăhi uăqu ănh tăđ ăx ălỦăVOCsăvìăl ngăkhíăth iăNOxth p,ăhi uăqu ăcao,ăchiă

phíăchoăv năhƠnhăvƠăn ngăl ngăth pă[37, 38].ăThi tăb ăph nă ngăliênăt căt ngăc ăđ nhă

lƠăthi tăb ăph nă ngăph ăbi năchoăquáătrìnhăoxyăhóaăxúcătácăc aăVOCsătrongăs ăd ngă

th căt ădoăch ăt oăvƠăv năhƠnhăđ năgi n.ăCh tăxúcătácătrongăthi tăb ăth ngăđ căs ăd ngă

ăd ngăviên,ăh t,ăầăKíchăth c,ăhìnhăd ng vƠăkho ngăkhôngăc aăthi tăb ăph nă ngăliênă

t căt ngăc ăđ nhăs ă nhăh ngăđ năs ăphơnătánăch tăph nă ngăvƠăho tătínhăxúcătác.ăM c

tiêuănghiênăc uănƠyălƠăphátătri năm tăch tăxúcătácăcóăth ăđ căs ăd ngătrongă ngăd ngă

côngănghi păvƠăcácăch tăxúcătácăd ngăh t s ăthu năl iăh năchoăs ătruy nănhi tăvƠătáiăs ă

d ngăl ngăxúcătácătrongăthi tăb ăph nă ngăliênăt căt ngăc ăđ nh soăv iăcácăch tăxúcătácă

d ngăb t.ăNgoƠiăra,ăcácăch tăxúcătácăcôngănghi păth ngăđ căch ăt oă ăd ngăh tăv iă

cácăhìnhăd ngăh tăkhácănhauă(víăd ănh ăhìnhăc u,ăhìnhăkh i,ăhìnhăkh iăr ng,ăầ)ăvìăchiă

phíăch ăt oăth p,ăđ ăb năt t,ăvƠăítăb ătíchăt ăb iătrongăthi tăb ăDoăđó,ătrongănghiênăc uă

nƠy,ăthanăho tătínhăd ngăh tăcóăngu năg căt ăs d aăđưăđ căch nălƠmăch tămangăchoă

xúcătác,ăvìăkh ăn ngăh păph ăt tăVOCsăvƠăkh ăn ngăth ngăm i

1.3 Xúc tác oxy hóa x lý VOCs

Nghiênăc uăx ălỦăVOCsăb ngăquáătrìnhăoxyăhóaăxúcătácăđưăđ căth căhi năb iăm tăs ă

nhƠănghiênăc uăt iăVi tăNamă[39-41].ăNh ngănghiênăc uănƠyăt pătrungăvƠoăvi căphátă

tri năcácăch tăxúcătácăchoăph nă ngăoxyăhoáăVOCsătruy năth ng.ăNhi tăđ ălƠmăvi căhi u

qu ăc aăcácăch tăxúcătácănƠy trênă200ă°CăvƠăch aăcóăcácăđánhăgiáăđ yăđ ăv ă nhăh ngă

c aăđ ă mădòngăkhíăđ năho tătínhăchuy năhóaăVOCs.ăCh ngăh n,ănghiênăc uătrênăv tă

li uăPt-CuO/Al2O3choăth yăph nă ngăoxy hoá xilen vƠăCOăhi uăqu ă ănhi tăđ ăkho ngă

275 °C [39].ă V tă li uă CeO2-Al2O3 d ngă b tă c uă trúcă nanoă cóă th ă chuy nă hóaă 90%ă m-xilen và toluen t ngă ngă250ăvƠă300ă°Că[40].ăNghiênăc uătrênăch tăxúcătácăAu-C

c aăLêăTh ăHoƠiăNam vƠăc ngăs ă[41] báo cáo ph nă ngăoxyăhoáătoluen x yăraăhoƠnă

toƠnăt iă250ă°C

Trênăth ăgi i,ăcóăr tănhi uănghiênăc uăv ăvi călo iăb ăVOCsăb iăquáătrìnhăoxyăhóaăxúcă

tác.ăTrongănh ngăn măg năđơy,ăcácănhƠăkhoaăh căđưăt pătrungăvƠoăvi căphátătri năcácă

ch tăxúcătácăhi uăqu ăv iăm c đíchăgi mănhi tăđ ăcho quá trình oxy hóa các VOCs.ă ă

7

gi iăquy tăv năđ ăgi mănhi tăđ ăph nă ngăchoăquáătrìnhăx ălỦăVOCs,ăg năđơyăcác nghiên

c u t pătrungă2ăh ngăchính:ăh ngăth ănh tălƠăphátătri năcácăch tăxúcătácăm i,ăđaăch că

n ngăho căh ngăth ăhaiălƠăb ăsung các tác nhân nh ăozon đ ăph iăh păv iăch tăxúcătácătrongăquáătrìnhăoxyăhóa.ăV iăh ngăth ăhai, c năph iăb ăsungăcácăthi tăb ăvƠăh ăth ngă

đi uăkhi nănênăt ngăđ iăph căt p.ăDoăđó,ăh ngăth ănh tăv năđ cănhi uănhƠănghiênă

c uăvƠă ngăd ngăquanătơmănh t.ăM tăs ănghiênăc uăg năđơyăv ăxúcătácăoxyăhóa VOCs

s ăd ngănanoăAu,ăPd,ăAu(Pd),ăvaiătròăc aăCeO2 vƠăch tămangăthanăho tătínhăđ cătómă

t tăsauăđơy

Các silicaămaoăqu năhaiăchi uă(BMS-x) d ngăb tămangăch tăxúcătácăPdăđ căt ngăh păthƠnhăcôngăb ngăph ngăphápăsol-gel,ătheoăsauălƠăm tăph ngăphápăt m.ăK tăqu ăquanăsátăkínhăhi năviăđi năt ăvƠăk tăqu ăh păph ăhóaăh căCO ch ăra c uătrúcămaoăqu năhaiăchi uăđ căđáoănƠyăđưăgiúpăgi măkíchăth căh tăc aăcácăh tănanoăPdăvƠăh năn aăcóăth ă

t ngăc ngăs ăphơnătánăc aăchúng.ăKh oăsátăho tătínhăch ăraăPd/BMS-5-Pd/BMS-20 có

c uătrúcămaoăqu n haiăchi uăs ăh uăho tătínhăxúcătácăt tăh năchoăquáătrìnhăoxyăhóaătoluen soăv iăPd/BMS-30ăv iăm tăc uătrúcămaoăqu n m tăchi u.ăYêuăc uăv ănhi tăđ ăchuy nă hóaă 90%ă toluen c aă quáă trìnhă oxyă hóa toluen cao daoă đ ngă trongă kho ngă

220 ậ 280ă°Căph ăthu căvƠoăcácăch tămang Xúcătácăđ căt ngăh pă ăd ngăb tăgơyăkhóă

kh nătrong thuăth păvƠătáiăs ăd ngă[42]

V tăli uăPd/Ce0,5Mn0,5O1,5/cordierităđưăđ căt ngăh păthƠnhăcôngăb ngăph ngăphápăngơmăt măvà đ cădùngăđ ălƠmăxúcătácăoxyăhóaăVOCs.ăNhi tăđ c năthi tăđ ăchuy năhóa 98% toluen, axeton và etyl axetat c aăch tăxúcătácă0,1%Pd/Ce0,5Mn0,5O1,5/cordierit cao l năl tălƠ 200, 200 và 220 °C [43]

WangăvƠăc ngăs ă[44] côngăb ch tăxúcătácăPd/Co3O4d ngăb tăcóăhi uăqu ăcaoăchoăquáătrình oxy hóa xilen.ăHi uăqu ăph ăthu căvƠoăkíchăth căh t,ăs ăoxyăhóaăPd,ăvƠăcácăv ătríăoxy trên ch tămang So sánh xúc tác Pd/Co3O4 t ngăh păb ng ph ngăphápăđúc nano (nanocasting) và ph ngăphápăt măch ăra xúcătácăt ngăh păb ngăph ngăpháp đúcănano cóăho tătínhăxúcătácăcao Tuy nhiên, xúcătácăs ăd ngătrongănghiênăc uănƠyălƠăd ngăb tăgơyăkhóăkh nătrongăvi căs ăd ngăvƠătáiăs ăd ng

8

Au-Co đ cămangătrênăcácăv tăli uăsilicaămaoăqu n SBA-15ăđ căt ngăh păv iă15ă%kl

coban b ngăph ngăphápăngơmăt m,ăsauăđóădùngăph ngăphápămangă- k tăt aăđ ăthêmă

vào 2 %kl Au.ăCácăm uăchoăth yăho tăđ ngăxúcătácăt tăchoăquáătrìnhăđ tăcháyăch tă

toluen,ănhi tăđ ăphơnăh yăhoƠnătoƠnă(kho ngă100%)ătoluen đưăđ tăđ că ănhi tăđ ăph nă

ngă300ăoCăvƠăt căđ ăth ătíchăGHSVă=ă30.000 h-1 K tăqu ănghiênăc uăđ ngăh c cho

th y n ngăl ngăho tăhóaăc aăm uăAu-Co/SBA-15 là 96,06 kJ.mol-1 (22,96 kcal.mol-1)

vƠăh ăs ătr căl yăth aălƠă1,05 × 1010 s-1 Tuy nhiên, nhi tăđ ăyêuăc uăcho ph nă ngăoxyă

hoá toluen cao 300 °C, và ch aănghiênăc uă nhăh ngăc aăđ ă măđ năph nă ngăoxyăhóaă

toluen c aăv tăli uăđưăt ngăh pă[45]

Ch tăxúcătácăl ngăkimănh ănanoăAuPd,ănanoăPtPdăc ngăđ căphátătri năđ ăc iăthi nă

ho tăđ ngăxúcătácăquáătrìnhăoxyăhóaă ănhi tăđ ăth p.ăV tăli uăAuPd/Co3O4 d ngăb tăđưă

đ că t ngă h pă vƠă th ă nghi mă choă quáă trìnhă oxyă hóaă toluen Các ch tă xúc tác Au-Pd/3DOM Co3O4 d ngăb tăcóăho tătínhăt tăh nănhi uăsoăv iăm uăđ năkimălo iăAuă

ho căPd.ăTrongăcácăm uăkh oăsát, m uă1,99AuPd/3DOM Co3O4 cho ho tătínhăt tănh t:ă

T10%,ăT50%,ăvƠăT90%ă(nhi tăđ ăc năthi tăđ ăđ tăs ăchuy nătoluen c aă10%,ă50%,ăvƠă

90% là 145, 164, và 168 °Căv iăt căđ ăth ătíchă40.000 mL.g-1.h-1) N ngăl ngăho tăhóaă

trên xúc tác xAuPd/3DOM Co3O4 là 33-41 kJ.mol-1 th păh nănhi uăsoăv i cácăm uăxúc

tác đ năkimălo iăAuăho căPd trên ch tămangă3DOM Co3O4 (52-112 kJ.mol-1),ăv iăm uă

1,99AuPd/3DOM Co3O4 choăth yăn ngăl ngăho tăhóaăth pănh tă(33ăkJ.mol-1) Tuy

nhiên, xúc tác d ngăb tăgơyăkhóăkh nătrongăvi căs ăd ng [19]

Xúc tác AuPd/Ce0,6Zr0,3Y0,1O2 (CZY) (zAuxPdy/CZY; z = 0,80 ậ 0,93%ăkh iăl ng;

xăho căyă=ă0,ă1,ă2) d ngăb t đưăđ căt ngăh păvƠăkh oăsát cho quá trình oxy hóa toluen

K tăqu ăcho th y CZY trong zAuxPdy/CZYălƠăc uătrúcătinhăth ,ădi nătíchăb ăm tăc aă

CZY và zAuxPdy/CZYălƠătrongăph măviă68ăậ 77 m2.g-1,ăvƠăcácăh tănano cóăkíchăth că

t ă4,6 ậ 5,6 nm AuPdăphơnătánăt tătrênăb ăm tăc aăthanhănanoăCZY.ăTrongăs ăt tăc ăcácă

m u,ăm uă0,90Au1Pd2/CZYăcóăn ngăđ ăoxy h păph ăcao,ătínhăkh ă ănhi tăđ ăth păvƠă

hi uăqu ăt t:ănhi tăđ ăc năthi tăđ ăhi uăsu tăx ălỦ toluen đ tă90%ălƠ 218 oCăv iăt căđ ă

th ătíchăkho ngă20.000 mL.g-1.h-1.ăTuyănhiên,ătrongănghiênăc uănƠyăxúcătácăs ăd ng v n

là d ngăb tăvƠ nhi tăđ ăc năthi tăchoăph nă ngăoxyăhóaătoluenăcaoătrênă210ăoC [20]

9

Ti pătheo,ăWangăvƠăc ngăs ă[17]ăđưăt ngăh păthƠnhăcôngăch tăxúcătácăAu-Pd/Co3O4

d ngăb t,ătrongăđóăCo3O4đ căt ngăh păb ngăph ngăphápămu iănóngăch yăvƠăch tăxúcă

tác nano AuPdăđ căt ng h pătrênăch tămangăCo3O4b ngăph ngăpháp kh ăb oăv ăc aă

poli vinyl ancolă(PVA).ăCácăh tănanoăAuPd đ căt oăthƠnhăv iăkíchăth că2,7ăậ 3,2 nm

M uăxúcătácăă0,96(AuPd1,92)/Co3O4choăho tătínhăquáătrìnhăoxyăhóaătoluen và o-xilen đ tă

90%ăl năl tăt iă180ăoC và 187 oCăv iăt căđ ăth ătích 40.000 mL.g-1.h-1.ăCh tăxúcătácăcóă

ho tătínhăcaoădoăs t ngătácăgi aăcácăh tănanoăAuPd, Co3O4 vƠăn ngăđ ăcaoăc aăoxy

h păph ăb ăm t.ăTuyănhiên,ăđ ă mă nhăh ngăđángăk ăđ n ho tătínhăxúcătácăvƠăxúcătác

d ngăb tăgơy khó cho vi căs ăd ng

Ch tă xúcă tácă Au-Pd/Ce0,62Zr0,38O2 đ că t ngă h pă thƠnhă côngă b ngă ph ngă phápă sol-c ăđ nhă(sol-immobilization) cho kíchăth căh tătrungăbìnhălƠă3,6ănmăv iăt ăl ămolă

Au/Pd = 1,4.ăCh tăxúcătácăđ cădùngăđ ăoxyăhóaăr uăveratrylăcóăđ ăchuy năhóaăđ tă

72%, thành 99% veratrandehit t iă80ăoC Tuyănhiên,ătácăgi ăc ngăch aănghiênăc uă nhă

h ngăc aăđ ă măđ năho tătínhăoxyăhóaăc aăxúc tác này [46]

Singhania và Gupta [11]ăđưăt ngăh păthƠnhăcôngăcácăch tăxúcătácăPd/ACăvƠăPd-M/AC

(M = Co, Ni, và Cu) d ngăb t b ngăph ngăphápăngơmăt măđ cădùngăđ ăoxyăhóaăCOă

trongăđi uăki nănhi tăđ ăth p.ăCh tăxúcătácăl ngăkimăPd-M/ACăphơnătánăt tăvƠ có kích

th căh t 3 ậ 5 nm Xúc tác Pd-Cu/ACăcóăho tătínhăt t v i t căđ ăth ătíchă30.000 h-1 và

n ngăl ngăho tăhóa 69,32 kJ.mol-1.ăH năn a,ăkhiăthêm kimălo iăth ă2ălênăPd/AC, kích

th căh tătrungăbìnhănh ăh n.ăTuyănhiên,ăcác tácăgi ăch aănghiênăc uă nhăh ngăc aăđ ă

măđ năho t tínhăoxyăhóaăc a xúc tác Pd-M/ACăđư t ngăh p

T ăcácănghiênăc uătrênăcóăth ăth y,ăxúcătácăPdăc ngăcóăho tătínhăt tătrongăx ălỦăVOCsă

vƠăđ căbi tăkhiăPdăk tăh păv iăkimălo iăkhácăt oăxúcătác nano l ngăkim, kíchăth căh tă

nanoăkimălo iătrungăbìnhănh ăh năvƠăho tătínhăxúcătácăt tăh n soăv iăxúcătácăđ năkimă

lo i

CeO2cóătínhăch tăđ căđáoădoăcungăc păoxyăm ngăchoăph nă ng, t ngăkh ăn ngăphơnătánă

phaăho tăđ ng, và có kh ăn ngăl uătr ăoxy [21].ăDoădungăl ngăl uătr ăoxy cao, CeO2

th ngăđ căs ăd ngănh ch tăxúcăti nă[5].ăS ăcóăm tăc aăCeO2 trongăch tăxúcătácăđưă

10

ch ăraăho tătínhăt tătrongăquáătrìnhăoxyăhóaăxúc tác cho ph nă ngăcháyăcácăhiđrocacbon

th mă[22] CeO2thúcăđ yăho tătínhăxúcătácăc aănanoăAuătrongăph nă ngăoxyăhóa.ăQuană

sátăth cănghi mătrênăCeO2choăth yăb ăm tăc aăCeO2đ călƠmăgiƠuăoxy.ăCóăbaăc ăch ă

đ căđ ăngh ăchoăquáătrìnhăoxyăhóaăCOăb ngăAu/CeO2:ăCOăoxyăhóaăb iăđ ngăh păph ă

(coadsorbed) O2, COăđ căoxyăhóaăb iăoxyătrongăm ngăc aăCeO2, và quá trình oxy hóa

COăv iăO2 rƠngăbu căvƠoăm tătơmăt iăv ătríăAu-Ce3+ Doăv yăCeO2 cungăc păcácătơmălƠă

n iăắneo”ăđ uăchoăcácăphơnăt ăO2 [23]

Ch tăxúcătácăFe/thanăho tătínhăd ngăb t đưăđ căt ngăh păvƠăth ănghi măchoăoxyăhóa

VOCs Cacbon ch aăcháyătrongătroăt ăbưămíaăđưăđ cătáchăraăvƠăho tăhóaătheoăđi uăki nă

khác nhauăđ ăs ăd ngălƠm ch tămangăxúcătác.ăNghiênăc uăđưăth ănghi măchoăph nă ngă

oxy hoá n-butanol.ăHƠmăl ngăFeă nhăh ngăđ năđ cătínhăk tăc uăvƠăthƠnhăph năc aă

xúcătácăFe/thanăho tătính.ăCácăm uăv iăFe/cacbon khôngăho tăhóaăcóădi nătíchăb ăm tă

th p,ăhƠmăl ng cacbon th păvƠăho tăđ ngăkémătrongăquáătrìnhăoxyăhóaăn-butanol Các

Feămangătrênăm uăcacbon ho tăhóaăcóădi nătíchăb ăm t caoăvƠăho tătínhăxúcătác cóăth ă

soăsánhăv iăcacbon th ngăm i.ă ăchuy năhóaăn-butanol đ tă90% ă250ăoC [47]

V tăli uăPd/thanăho tătính d ngăb tăchoăph nă ngăoxyăhoáătoluen đưăđ căcôngăb Than

ho tătínhăđưăđ căt ngăh păb ngăcáchăho tăhóa v iăH3PO4 vƠăs ăd ngălƠmăch tămangă

choăt ngăh păcácăch tăxúcătácăPd/cacbon v iăhƠmăl ngăPdăth pă(0,5%).ăCácătínhăch tă

xúcătácăc aăm uăPd/cacbon đ căđánhăgiáătrong quá trình oxy hóa xúc tác toluen Ph nă

ng di năraătheo c ăch ăLangmuir-Hinshelwood, b căquy tăđ nhăt căđ ăph nă ngălƠ

ph nă ngăb ăm tăgi aătoluen h păph ăvƠăoxy h păph ,ăv iăgiáătr ăn ngăl ngăho tăhóaă

83 kJ.mol-1 Toluen đ că oxyă hóaă thƠnhă CO2 và H2Oă trongă kho ngă nhi tă đ

150 ậ 400ă°Căv iăt căđ ăth ătíchăkho ngă19.000 h-1 [48]

Các xúc tác oxy hóa Pt-Ce/C d ngăb tăv iăph nătr măkh iăl ngăc aăPtălƠă1%ăvƠăc aăCeă

l năl tălƠă5,ă10ăvƠă20% đ căZ Abdelouahab-Reddam vƠăc ngăs ă[49]ăt ngăh p và

đánhăgiáăkh ăn ngăphơnăh yăetanol và toluen.ăK tăqu ăchoăth yăhƠmăl ngăc aăetanol và

toluen sauăph nă ngăgi măđángăk ăt iănhi tăđ 200 °C.ăXúcătácăv iăph nătr măkh iăl ngă

Ce là 10% (Pt-10Ce/C)ăđ tăhi uăsu tăph nă ngăt t,ăchuy năhóa etanol và toluen thành

CO2t iănhi tăđ ăt ngă ng 160 °C và 180 °C

11

T ăcácănghiênăc uătrên,ăcóăth ăth yăcácăv tăli uăthanăho tătínhălƠmăch tămangătr căđơyă

th ngădùngă ăd ngăb tăgơyăkhóăkh nătrong thuăth păvƠătáiăs ăd ng,ăc ngănh ngăd ngătrongăcôngănghi p.ăDoăv y, nghiênăc uănƠyăt pătrungăvƠoăt ngăh păcácăxúcătácăt ăch tămangăthanăho tătínhăd ngăh tăd ăs ăd ngăh năvƠăcóăth ă ngăd ngătrongăcôngănghi p Xúc tác oxy hóaălƠăph ngăphápăt tăđ ăx ălỦăVOCs, trongăđóăVOCsăđ căh iăb ăoxy hóa thành CO2, H2OăvƠăcácăh păch tăkhácăítăđ căh iăh năsoăv iăquáătrìnhăoxyăhóaănhi t.ăDoă

ph nă ngăth căhi n ănhi tăđ ăth pănênăgi măchiăphíănhiênăli u,ăgi măs ăhìnhăthƠnhăcác

s năph măđ căh i.ăCácăch tăxúcătác kimălo iăquỦ,ăoxităkimălo i, và h năh păkimălo iă

đ cănghiênăc uăchoăvi căphơn h yăVOCs.ăTrongăđó,ăxúcătácăkimălo iăquỦăđ tăhi uăqu

x ălỦ VOCsăt tăh năcácăch tăxúcătácăoxităkimălo i.ăNh ngăxúcătác kimălo iăquỦănh :ăAu,ă

Pd, Pt,ăvƠăAgăđ t hi uăqu ăcaoătrongăvi căx ălỦ VOCsă ănhi tăđ ăth pă[3]

S ăm t ho tătínhăc aăch tăxúcătácăcóăth ădoăs ăhi nădi năc aăn cătrongăg nănh ăt tăc ăcácăkhíăth iăvƠăhìnhăthƠnhătrongăph nă ngăoxyăhóa.ăTuyănhiên,ă nhăh ngăc aăđ ă mătrênăoxyăhóaăVOCsăch ăđ cănghiênăc uăb iăm tăvƠiănhómănghiênăc u HuangăvƠăc ngă

s ă[50]ăđưăbáoăcáo ch tăxúcătácăb ăvôăhi uăhóa trong quá trình oxy hóa benzen v i xúc tác nano MnO2 mang trên zeolit s ăd ngătácănhơnăozon lƠădoăs ăchi măđóngăph năho tă

đ ngăvƠăcácătrungătơmăh păph ăb iăh iăn c.ăG năđơy,ăSoaresăvƠăc ngăs ă[51] báo cáo tácăđ ngătiêuăc căc aăh iăn cătrênăcácăph nă ngăoxyăhoá etyl axetat và butyl axetat trên

ch tăxúcătácăcryptomelaneă(MnO2).ăTuyănhiên,ăWuăvƠăc ngăs ă[52]ăđưăcôngăb ăch tăxúcătácăPt/thanăho tătínhăd ngăb t, đ ă mălƠmăgi măho tătínhăkhôngăđángăk ănh tínhăk ă

n căc aăthanăho tătính.ăTi pătheo,ăZ Abdelouahab-Reddam vƠăc ngăs ă[49]ăđưăcôngă

b h iăn că nhăh ngăkhôngăđángăk đ năho tătínhăoxyăhóaăc aăch tăxúcătácăd ngăb tăPt/10Ce-Cădoăđ cătínhăk ăn căc aăthanăho tătính,ăng năc năs ăh păph ăc aăn c T iă

Vi tăNam,ănhómănghiênăc uăc aăGS.ăTSKH.ăL uăC măL căđưănghiênăc uăoxyăhóaăCOătrênăxúcătácăCuOăbi nătínhăPtătrongămôiătr ngăcóăh iăn căvƠăSO2,ăk tăqu ăchoăth yătrongămôiătr ngăcóăc ăh iăn căvƠăSO2,ăho tătínhăc aă2ăxúcătácăPtCu/AlăvƠăPtCu/CeAlă

đ uăgi m.ă ănhi tăđ ăph nă ngă200ăoC ho tătínhăc aă2ăxúcătácănày gi mănhanhăh năsoă

v iă ă350ăoC.ăK tăqu nƠyăcóăth ăgi iăthíchădoă ănhi tăđ ăth p, s ăh păph t păch tătrênă

b ăm tăxúcătácăm nhăh n [53]

12

1.4 Xúc tác nano Au

Hình 1.1 S ăl ngăbƠiăbáoăliênăquanăđ năxúcătácănanoăvƠng (*)

(*) K tăqu ăthuăđ c t ăthamăkh oăGoogle Scholar

VƠngăđ căxemălƠăm tăkimălo iăquỦăv iă ngăd ngăph ăbi nălƠădùngălƠmătrangăs cădoătínhătr ăv ăhóaăh căc aănó.ăTuyănhiên,ăkhiăvƠngă ăkíchăth cănano,ănó cóăho tătínhăhóaă

h c.ăM cădùănanoăvƠngăđưăđ că ngăd ngătrongănhi uăl nhăv căkhácănhauă(nh ăvƠoătínhă

ch tăquangăh c,ătínhăch tăđi năậ t ăb tăth ngăvƠăph ăthu căvƠoăkíchăth căh t;ăđ ăb năhóaăh căcao,ăv.v),ăăho tătínhăxúcătácăc aănóăth ngăb ăxemălƠăy uăho căhoƠnătoƠnăkhông

th ăhi năho tătínhă[54].ă năkhiăHarutaăvƠăc ngăs ă[55] côngăb ăk tăqu ăchoăth yăho tătínhăđ căbi tăc aănanoăvƠngătrongăph nă ngăxúcătácăoxyăhóaăCOă ăđi uăki nănhi tăđ ă

th p:ănh ngăh tănanoăvƠngăriêngăl ăkhôngăth ăhi năho tătính,ănh ng khiăđ cămangălênă

nh ngăoxităkimălo iănh Fe2O3,ăchúngătr ăthƠnhăxúcătácăoxyăhóaăm nhăchoăph nă ngăoxyăhóaăCOăngayă ănhi tăđ ăth păh nănhi tăđ ăth ng.ăKimălo iăvƠngăcóă uăđi măn i

b tăsoăv iăcácăkimălo iăquỦăkhácădùngătrongăl nhăv căxúcătácănh ăPt,ăPd,ầăđóălƠăcóăgiáăthƠnhăr ăh năvƠăd ădƠngătìmăth yătrênăth ătr ng.ăDoăv y,ănghiênăc uăch tăxúcătácătrênă

n nănanoăvƠngălƠăm tăh ngănghiênăc uăm iăđ yăti măn ng.ăS ăl ngăbƠiăbáoănghiênă

c uăv ăxúcătácănanoăAuăđ căcôngăb ăt ăn mă2000ăđ nănayăđ cătrìnhăbƠyătrong Hình 1.1ă(đ căthamăkh oăt ăGoogleăScholar).ăCóăth ăth y cácănhƠăkhoaăh căđangăchúăỦăđ nă

13

Ph ngăphápăt ngăh păxúcătácănanoăvƠngăđ căchiaălƠm 2ănhómăchính:ă(i)ăch tămangăvƠăti năch tănanoăvƠngăsinhăra/k tăt ăđ ngăth iăậ nhómăph ngăphápănƠyăđ căg iăchungălƠănhómăph ngăphápăđ ngăk tăt a;ă(ii)ămangănanoăvƠngălênăch tămangăđưăđ căt ngă

h păs nă[54]

Ph ngăphápăđ ngăk tăt aăl năđ uătiênăđ căs ăd ngăđ ăđi uăch ăxúcătácănanoăvƠngăvƠoă

n mă1987ă[55, 56]: thêm natri cacbonat vƠoădungăd chăch aăti năch tăHAuCl4vƠămu iănitrat kimălo iăch t mang.ăH năh păđ ngăk tăt a đ căr aăs ch,ăs yăvƠănungătrongăkhôngăkhí.ă căđi măph ngăphápăđ ngăk tăt aălƠăkháăđ năgi n;ăkíchăth căh tăvƠngăthuăđ că

t ngăđ iănh ;ăch ăphùăh păv iăm tăs ălo iăch tămang;ăkh ăn ngăthayăđ iăđ căđi măch tămangăg pănhi uăh năch ;ăm tăl ngăvƠngăb ăgi ătrongălòngăch tămangănênăkhôngăth ă

hi năđ căho tătính.ă

Cácăph ngăphápăch ăt oănanoăvƠngătrênăch tămangăthu cănhómă(ii)ăg măph ngăphápă

t m,ăph ngăphápăh păph ăion,ăph ngăphápăgrafting,ăph ngăphápăk tăt aăt ăh ăkeoăvàng [54, 56-61].ăTrongăph ngăphápăt mă(impregnation),ăch tămangăđ cănhúngăng pătrongădungăd chăti năch tănanoăvƠngă(th ngăs ăd ngăHAuCl4).ăV iăl ngăth ătíchădungă

d chăs ăd ngăv aăđ ă(b ngăv iăth ătíchăl ăx păc aăch tămang),ăph ngăphápănƠyăđ că

g iălƠăt măkhôă(dryăimpregnation/incipientăwetnessăimpregnation).ăSauăquáătrìnhăt m,ă

ch tămangăđ căs yăkhô,ălúcănƠyătrongăl ăx păch tămangăđ ngăl iădungăd chăti năch tă

đ măđ c.ăTi păt căti năhƠnhănungăđ ăthuăxúcătác.ă căđi măph ngăphápăt m: LƠăph ngăphápăđ năgi nănh t;ădùngăđ căchoăm iălo iăch tămang;ăth ngăchoăraăkíchăth căh tă

l n,ăphơnăb ăkíchăth căh tăkhôngăđ ngăđ u;ăhi uăsu tămangăvƠngăkhôngăcao.ă

V iăph ngăphápăh păph ăionă(ionăadsorption),ăcationăvƠngăđ căh păph ăb ngăt ngătácăt nhăđi năv iănhómăO- trênăch tămangăkhiăpHădungăd chăcaoăh năđi măđ ngăđi nă(PZC - PointăofăZeroăCharge)ăho căcácăti năch tăvƠngă ăd ngăanionăđ căh păph ăb ngă

t ngătácăt nhăđi năv iănhómăOH2+khiăpHădungăd chăth păh năđi măđ ngăđi n.ăDoăti nă

ch tăph ăbi nănh tăc aăvƠngăhi nănayălƠăHAuCl4 (vƠngăn mă ăd ngăanion)ănênăph ngăphápăti năhƠnhă ăpHăth păđ căs ăd ngăph ăbi năh n.ăL ngăvƠngămangălênăxúcătác khôngăv tăquáăđ căng ngă1,5%.ăHi uăsu tăquáătrìnhămangăch ăđ tăkho ngă20% [60]

14

Trongăph ngăphápăgrafting,ăti năch tănanoăvƠngăt ngătácăv iăb ăm tăch tămangănh ă

m tăquáătrìnhăhóaăh căậ víăd ănh ăquáătrìnhăth yăphơnăti năch tănh ăg căhydroxylătrênă

b ăm tăch tămang.ă nhăngh aănƠyăphùăh păv iăquá trình bayăh iăl ngăđ ngăhóaăh că(chemical vapor deposition (CVD)) ho căcácăquáătrìnhăs ăd ngăh păch tăc ăkimăc aăvƠngălƠmăti năch t.ăTuyănhiên,ăph ngăphápănƠyăđ căti năhƠnhătrongăđi uăki năkh cănghi tă(đi uăki năph nă ngăb oăđ mătuy tăđ iăkhôngăcóăkhôngăkhíăvƠăn c).ăDoăđó,ă

ph ngăphápănƠyăch ăphùăh pă ăquy môăphòngăthíănghi m,ăkhông thíchăh păđ ăchuy nă

đ iălênăquy môăcôngănghi p [54]

M tăph ngăphápăn aălƠăph ngăphápăk tăt aăt ăh ăkeoăvƠng.ăTrongăph ngăphápănƠy,ănanoăvƠngăđ cămangălênăch tămangăb ngăcáchănhúngăng păch tămangătrongăh ăkeoănanoăvƠng,ăsauăđóăr aăr iăti năhƠnhăs yăkhôăthuăxúcătác.ăTrongăph ngăphápănƠy,ăcóăth ă

b ăquaăgiaiăđo nănung,ăKhiăti năhƠnhătrongăđi uăki năphùăh păcóăth ăh năch ăs ăgiaăt ngăkíchăth căh tăkhiămangăvƠngăt ăh ăsolălênăch tămangă(thayăđ iăb năch tăvƠăn ngăđ ăch tălƠmăb n,ăt l ăch tălƠmăb n/vƠng,ăb năch tăch tămang).ă iăt ngăch tămangăkháăr ng,ălƠăm tătrongăs ăítănh ngăph ngăphápăcóăkh ăn ngă ngăd ngăchoăch tămangăsilica;ăquyătrìnhăph ăbi nănh tăđ ăt ngăh păcácăd ng xúc tác Au/C Trongăph ngăphápăcóăs ătáchă

bi tăquáătrìnhăt oăh tăvƠngă ăkíchăth cănanoăraăthƠnhăm tăquáătrìnhăriêngăl ,ădoăđóăcóă

th ăd ădƠngăđi uăch nhăthayăđ iăcácăthôngăs ănh ăkíchăth căh t,ăđ ngăphơnăb ăkíchă

th c [57-59, 61]

Ph ngăphápămangăậ k tăt aă(Depositionăậ Precipitation, D-P)ăc ngălƠăm tăph ng pháp thu cănhómă(ii).ăHiđroxit ho căoxităng măn căc aăvƠngăđ cămangălênăb ăm tăch tămangă(phơnătánătrongădungăd chăti năch t)ănh ăs ăt ngăd năpHădungăd chătheoăth iăgian.ă

B ăm tăch tămangălúcănƠyăđóngăvaiătròăm mătinhăth ăchoăquáătrìnhăk tăt aăhiđroxit/oxit

ng măn c.ăPh ngăphápămangăậ k tăt aătruy năth ngăđ căti năhƠnhăb ngăcáchăthêmănatriăhiđroxităho căcacbonat vƠoăh năh pădungăd chăti năch tăHAuCl4vƠăch tămang,ăđunănóngă ă70 oC ho că80 oC, khu yătr nătrongăkho ngăm tăgi ăSauăquáătrìnhăl c,ăr aă(đ ă

lo iăionăcloruaăvƠăionănatri), ph năr năđ căs yăchơnăkhôngă ă100 oC r iăđemănungăthuăxúc tác [54]

G năđơy,ăm tăph ngăphápăD-Păm iăđ că ngăd ngătrongăt ngăh pănanoăvƠngălênăch tămang Trong ph ngăphápănƠy,ătácănhơnăbaz đ căs ăd ngălƠăurê (CO(NH2)2) Urê

15

đĩngăvaiătrịănh ăm tăbaz nh ăch măd iătácăđ ngăc aănhi tăđ ă(> 60 oC)ătheoăph năngăth yăphơn:ăCO(NH2)2 + 3H2O  CO2 + 2NH4+ + 2OH- , lƠmăt ngăt ăt ăpHădungă

d ch.ăQuáătrìnhămangăvƠng b tăđ uădi năraă ăpHăbanăđ uă( 2)ăvƠăhoƠnăt tă ăpHă ăth iă

đi măm tăgi ătínhăt ălúcăb tăđ uăti năhƠnhăquáătrìnhăph nă ngă( 3)ănh ăs ăt ngătácă

gi aăanion vàng v iăb ăm tă(lúcănƠyăđangătíchăđi năd ng)ăc aăch tămang.ăCácătơmăđi nătíchăd ngătrênăb ăm tăch tămangălúcănƠyăđĩngăvaiătrịătácănhơnăt oăm mătinhăth ăchoăs ă

k tăt aăh năh păvơăđ nhăhình.ăPh ngăphápămangăậ k tăt aăđ ngăth ăcĩăth ăápăd ngăchoăcácăđ iăt ngăch tămangăt ngăt ănh ăph ngăphápămangăậ k tăt aătruy năth ng.ă uă

đi măl nănh tăc aăph ngăphápănƠyălƠăhi uăsu tămangăvƠngăcĩăth ălênăt iă100%ă( ăl ngăvƠngămangălênăm uă8%),ăvìăth ăcĩăth ăd ădƠngătùyăch nhăl ngăvƠngătheoănh ăỦămu n.ăNgoƠiăraăph ngăphápănƠyăcịnăchoăphépăđi uăch nhăkíchăc ăh tătrungăbìnhătrongăm tă

ph măviănh tăđ nhăb ngăcáchăthayăđ iăth iăgianăti năhƠnhăph nă ng,ăt ngăn ngăđ ăurea,ă

ho căthêmăm tăs ăch tăph ăgiaă[62]

GrunwaldtăvƠăc ngăs ă[63]ăđưăđ ăxu tăm tăph ngăphápăm iăđ ăt ngăh păcácăh tănanoăvƠngăđĩălƠăph ngăphápămetal-solă(cịnăđ căg iălƠăph ngăphápăc ăđ nh).ăTrongăph ngăphápănƠy,ăcácăch tăxúcătácăvƠngăđưăđ căt ngăh păthơngăquaăch tăkeoăvƠngăđưăđ că

ki măsốtăkíchăth c Theoăph ngăphápănƠy,ăbìnhăph nă ngăch aădungăd chăti năch t vàng HAuCl4 đ căthêmăvƠo m tăl ngăthíchăh pădungăd chăPVA.ăSauăđĩ,ăth căhi nă

ch nhăpHăc aădungăd chătrongăbìnhăb ngădungăd chăHClăho căNH4OH Ti pătheo,ădung

d chăNaBH4 đ căthêmăvƠoăbình đ ăkh ti năch tăvƠngăthƠnhăcác h tănanoăvƠng.ăCu iăcùng,ăchoăch tămangăvƠoăbìnhăph nă ng,ăkhu yăđ uăđ ăđ aăcác h tănanoăvƠngălênăch tămang [61]

Ch tăxúcătác nanoăvƠngăth ngăđ căt ngăh p trênăcácăch tămangănh :ăzeolit, silicaăc uătrúcăx pă(mesoporous silica), titanosilicat,ăvƠăthanăho tătínhă[54]

Aboukạs vƠăc ngăs ă[64] đưăt ngăh păthƠnhăcơngăcácăxúcătácăM/CeO2 (M = Au, Ag, Cu),ătrongăđĩăph ngăphápămangă- k tăt aălƠăph ngăphápăt ngăh păthíchăh păv iăxúcătácăAu,ăcịnăđ iăv iăxúcătácăAgăvƠăCuăthìăph ngăphápăngơmăt mălƠăphùăh pătrongănghiênă

c uănƠy Tuyănhiên,ănhi tăđ ăph nă ngăoxyăhốătoluen c aăxúcătácăAu/CeO2 cao,ăđĩălƠă

16

210ă°Căchoăcácăm uăt ngăh păb ngăph ngăphápămangă- k tăt aăvƠăh nă400ă°Căchoăcácă

m uăt ngăh păb ngăph ngăphápăngơmăt m.ă nhăh ngăc aăđ ă măđ năph nă ngăoxyăhóa toluen c aăch tăxúcătácăch aăđ cănghiên c u.ăH năn a,ăxúcătácăM/CeO2 ăd ngăb tă

r tăkhóăthuăh i

Ch tăxúcătácăkimălo iăquỦăxM/3DOMă26,9CeO2-Al2O3 (x = 0,27-0,81%ăkh iăl ng;ă Mă=ăAu,ăAg,ăPdăvƠăPt)ăđưăđ căt ngăh păthƠnhăcôngăb ngăph ngăphápămetal-sol.ăM uă0,27Pt/3DOM 26,9CeO2-Al2O3 choăk tăqu ăt tănh tă(T90%ă=ă198ă°Căv iăt căđ ăth ătíchă20.000 mL.g-1.h-1 đ iăv iăph nă ngăoxyăhóaătoluen.ă ă măgiúpăchoăho tătínhăxúcătácă

t ngă nh ă t iă nhi tă đ ă ph nă ngă 200ă °C.ă N ngă l ngă ho tă hóaă c aă cácă m uă xM/3DOM 26,9CeO2-Al2O3 đ căcôngăb trongăkho ngă46ăậ 100 kJ.mol-1 Tuy nhiên, xúc tác xM/3DOM 26,9CeO2-Al2O3 d ngăb tăkhi năchúngăg păkhóăkh nătrong thuăth păvƠătáiăs ăd ng [65]

Yang vƠăc ngăs ă[66]ăđưăt ngăh p cácăh tănanoăAuăkíchăth că3,6 ậ 3,8ănmăb ngăph ngăphápăngơmăt m.ăS ăhi nădi năc aănanoăAuăthúcăđ yăquáătrìnhăoxyăhóaătoluen c aăxúc tác yAu/zMnOx/3DOM SiO2 M uă0,93Au/11,2MnOx/3DOM SiO2choăk tăqu ăt tănh t,ănhi tăđ ăc năthi t choăquáătrìnhăoxyăhóaătoluenăđ tăchuy năhóaă90%ălƠă255ă°Căv i t că

đ ăth ătíchă20.000 mL.g-1.h-1 Tuy nhiên, nhi tăđ ăyêuăc uăcho ph nă ngăoxy hoá toluen cao 255 °C.ă ă mă nhăh ngăđángăk ăđ năho tătínhăv tăli u.ăH năn a,ăch tăxúcătácăyAu/zMnOx/3DOM SiO2 d ngăb tăkhi năchúngăg păkhóăkh nătrongăvi căthuăh i

Trongăkhiăđó,ăKyriakou vƠăc ngăs ă[14]ăđưăt ngăh păthƠnhăcôngăcácăh tănanoăAuăv iăkíchăth că2,2ănmătrênăch tămangăTiO2 b ngăph ngăphápămangă - k tăt a.ăXúc tác Au/TiO2 đ că ngăd ngăđ ăkh ăCO2 thƠnhăCO,ăv iăk tăqu ăđ ăchuy năhóaăCO2 caoăđ tă50%, thành 100%ălƠăCOămƠăkhôngăcóăt păch tăkhác Tuy nhiên, nhi tăđ ăyêuăc uăcho

ph nă ng cao 400 °C.ă nhăh ngăc aăđ ă măđ năho tătính v tăli uăch aăđ cănghiênă

c u

Nevanperä vƠăc ngăs ă[67]ăđưăt ngăh p ch tămangăCeO2-Al2O3b ngăph ngăphápăngơmă

t măv iăl ngădungămôi th a.ăCòn xúc tác Au/CeO2-Al2O3đ căt ngăh păb ngăph ngăpháp mang ậ k tă t aă v iă urê Nhi tă đ ă c nă thi tă đ ă đ t chuy nă hóaă đimetylă đisulfit (CH3SSCH3) 90% là 525 °C.ăCh tăxúcătácăAu/CeO2-Al2O3cóăđ ăb năcaoăth căhi năph nă

17

ngătrongăh nă40ăgi ăt iănhi tăđ ăkh oăsátă475ă°C Tuy nhiên, nhi tăđ ăyêuăc uăcho ph nă

ng oxyăhóaăxúcătácăcaoăh nă450ă°C.ă nhăh ngăc aăđ ă măđ năho tătínhăv tăli uăc ngă

T ăcácălu năđi mătrên,ăđ ăx ălỦăVOCsătrongăđi uăki nănhi tăđ ăth p,ădòngăkhíăcóăch aă

h iă m,ăthì c năcóăm tăv tăli uănanoăMeătrênăch tămangăcóăcácătínhăch tăsau:

- Di nătíchăb ăm tăriêngăc aăch tămangăph iăl năđ ăcácăh tănanoăMeăcóăđ ăphơnăb ăđ ngă

đ uăcao

- Ch tămangăph iăcóăoxy m ngănguyênăt trênăb ăm t,ăcóăhi uă ngăhi păđ ngăv iăcácăh tănanoăMeăđ ăt oăkh ăn ngăh păph /ho tăhóaăcácăphơnăt ăO2 trongădòngăkhíăth i,ăvƠăcácănguyênăt ăoxy nƠyăs ăthamăgiaăvƠoăph nă ngăoxyăhóaăVOCs

- Ch tămangăph iăk ăn căđ ăkhôngăx yăraăquáătrìnhăh păph ăh iăn c,ălƠmăm tăho tătính xúc tác

- Ch tămangăcóăkh ăn ngăh păph ăvƠăho tăhóaăcácăphơnăt ăVOCsăcóătrongădòngăkhíăth i

- Ch tămangăph iăd ngăh tăđ ăd ădƠngătrong thuăth p vƠătáiăs ăd ng

Tómăl i,ăm cădùăcác ch tăxúcătácăđưăđ căth ănghi măchoăquáătrìnhăoxyăhóaăVOCs,

nh ngăm tăch tăxúcătácăhi uăqu ăd ngăh tăd ădƠngătrongăs ăd ngăvƠăcó th ălƠmăvi că ănhi tăđ ăth p,ăđi uăki năcóăh iă măv năcònătrongănghiênăc u.ăDoăđó,ălu năánănƠyăt pătrung nghiênăc uăphátătri năcácăch tăxúcătácăm iăd ng h tă(kíchăth că0,5 ậ 1 mm): nano-Me/GC và nano-Me/CeO2/GCăch aănanoăkimălo i,ănanoăl ngăkimăv iăch tăxúcă

ti năCeO2 nh măt ngăkh ăn ngăphơnătánăphaăho tăđ ng,ăcungăc păoxyăm ngăchoăph nă

18

ngăgiúpăho tătínhăquáătrìnhăoxyăhóaăxúcătácăt tăh năđ cămangătrênăv tăli uăk ăn călƠă

cacbon đ ălo iăb ăVOCsă ănhi tăđ ăth păvƠăđi uăki năcóăh iă m

1.5 ng h c vƠ c ch ph n ng c a oxy hóa xúc tác VOCs

Baămôăhìnhăđ ngăh căđ cădùngăđ ăgi iăthíchăc ăch ăoxyăhóaăxúcătácăc aăcácăVOCs,ăđóă

lƠă cácă môă hìnhă Langmuiră ứă Hinshelwoodă (L-H),ă Eleyă ứă Rideală (E-R) và MarsăứăvanăKrevelenă(MVK).ăM iămôăhìnhăđ ngăh căph ăthu căvƠoăđ cătínhăxúcătácăvà

b năch tăc aăVOCsăđ cănghiênăc u.ăTrongăcácămôăhìnhăđ ngăh cănƠy,ămôăhìnhăMVKă

th ngăđ căs ăd ngăchoăcácăph nă ngăoxyăhóaăxúcătácăhiđrocacbon,ăđ căbi tălƠătrênă

cácăv tăli uăoxităkimălo iă[71]

Mô hình L-Hăgi ăđ nh ph nă ngăc aăoxyăhóaăxúcătácăVOCsălƠăph nă ngăx yăraăgi aăoxyă

b ăh păph ăvƠăVOCsăb ăh păph ăvƠăb căquanătr ngăc aămôăhìnhănƠyălƠăph nă ngăx yăraă

trênăb ăm tăgi aăhaiăphơnăt ăb ăh păph ănƠyă ătơmăxúcătác.ăDoăđó,ămôăhìnhăL-Hăcóăth ă

đ căphơnăchiaăthƠnhămôăhìnhăm tătơmăL-H (VOCsăvƠăoxyăh păph ătrênăcùngăm tătơmă

xúc tác) và mô hình hai tâm L-H (VOCsăvƠăoxyăh păph ătrênăhaiătơmăxúcătácăriêngăbi t)ă

[71].ăTheoăgi ăthuy tănƠy,ăph ngătrìnhăt căđ ăph nă ngăc aămôăhìnhăm tătơm L-H và

mô hình hai tâm L-Hăđ căth ăhi năl năl tăquaăph ngătrìnhă(1.1)ăvƠă(1.2)ăbênăd i:

Trongăđó:ăr :ăt căđ ăph nă ngăc aăVOCă(mol.g-1.s-1);ăk:ăh ngăs ăt căđ ă(mol.g-1.s-1);

K :ăh ngăs ăh păph ăc aăVOCă(ppmv-1); K :ăh ngăs ăh păph ăc aăoxyă(ppmv-1);

C :ăn ngăđ ăc aăVOCă(ppmv);ăC :ăn ngăđ ăc aăoxyă(ppmv)

HosseiniăvƠăc ngăs ă[72]ăđưăcôngăb ph nă ngăoxy hóa toluenăvƠăpropenătrênăch tăxúcă

tác Pd-Au/TiO2 tuân theo mô hình L-H,ătheoăđóăcácăphơnăt ăoxyăvƠăVOCsăc nhătranhă

h păph ătrênăb ăm tăxúcătác.ăTsengăvƠăChuă[73]ăđ ăxu t quá trình oxy hóa stirenăb iăxúc

tác MnO/Fe2O3 đ cămôăt ăb ngămôăhìnhăL-H.ăTi pătheo,ăTsengăvƠăc ngăs ă[74] công

b đ ngăh căc aăquáătrìnhăoxyăhóaămetylăisobutylăxetonătrênăxúcătácăPt/ -Al2O3 theo mô

19

hình MVK và L-Hă(h păph ăphơnăt ăoxy).ăBediaăvƠăc ngăs ă[48]ăđưăti năhƠnhănghiênă

c uăđ ngăh căph nă ngăv ăquáătrìnhăphơnăh y toluenătrênăch tăxúcătácăPd/cacbon.ăK tă

qu ăchoăth y ph nă ngănƠyăti năhƠnhăthôngăquaămôăhìnhăL-Hăv iăn ngăl ng ho tăhóaă

c aăph nă ngălƠă83ăkJ.mol-1

Theo mô hình E-R,ăph nă ngăoxyăhóaăx yăraăgi aăcác tácăch t b ăh păph ăvƠăoxyătrong phaăkhíă(ho căgi aăoxyăb ăh păph ăvƠăcácătácăch tătrongăphaăkhí).ăB căki măsoátăc aă

mô hình E-RălƠăph nă ngăgi aăm tăphơnăt ăđưăb ăh păph ăvƠăm tăphơnăt ătrongăphaăkhíă[71].ăT ăđó,ăph ngătrìnhăt căđ ăph nă ngăc aămôăhìnhăE-Răđ căth ăhi năquaăph ngătrìnhă(1.3)ăbênăd i:

Trongăđó:ăr :ăt căđ ăph nă ngăc aăVOCă(mol.g-1.s-1);ăk:ăh ngăs ăt căđ ă(mol.g-1.s-1);

K :ăh ngăs ăh păph ăc aăVOCă(ppmv-1); C :ăn ngăđ ăc aăVOCă(ppmv);ăC :ăn ngă

đ ăc aăoxyă(ppmv)

ZabihiăvƠăc ngăs ă[75]ăđưăcôngăb ph ngătrìnhăt căđ ăE-Rămôăt ăphùăh păđ ngăh c c aăquáătrìnhăoxyăhóaăxiclohexanăb ng ch tăxúcătácăCo/AC.ăH năn a,ăAranzabalăvƠăc ngăs ă[76, 77] c ngăđ ăxu tă5ăb căph nă ngătheoămôăhình E-Răphùăh păv i d ăli uăth cănghi măv ăs ăpháăh yătricloeten (TCE)ăb ngăv tăli uăPd/Al2O3 Mô hình E-Răc ngăđ căcôngăb ăphùăh păv iăd ăli uăthíănghi măc a quáătrìnhăoxyăhóaăxiclohexanăb i ch tăxúcătác Co/AC [75] Ti pătheo,ăAranzabalăvƠăc ngăs ă[77] nghiên c uăquáătrìnhăoxyăhóaătricloeten b ng ch tăxúcătácăPd/Al2O3 cóăd ăli uăđ ngăh căphùăh păv iămôăhìnhăE-R

G năđơy,ăBozgaăvƠăc ngăs ă[78] báo cáo quá trình oxy hóa xiclooctan b iăPt/ -Al2O3tuân theo mô hình E-R,ătrongăkhiăđóăquáătrìnhăoxyăhóaăo-xilen b ngăxúcătácăPt/ -Al2O3 thì tuân theo mô hình L-H

MôăhìnhăMVKăđ ăxu t ph nă ngăx yăraăgi aăoxy m ngănguyênăt có trong ch tăxúcătácăvƠăcácăphơnăt ăVOCsăb ăh păph ăMôăhìnhănƠyăgi ăthuy tăquáătrìnhăoxyăhóaăc aăVOCsă

tr iăquaăhaiăgiaiăđo n.ăGiaiăđo năđ uătiên,ăcácăphơnăt ăVOCsăb ăh păph ăph nă ngăv iăoxy nguyênăt ăcó trong ch tăxúcătác,ăd năđ năoxităkimălo iă ătr ngătháiăkh ăTrongăgiaiă

đo năth ăhai,ăoxităkimălo iăđưăb ăkh ăs ăb ăoxyăhóaătr ăl iăb ngăoxyăcóăm tătrongăphaă

20

khí.ăTrongăđi uăki năcơnăb ng,ăt căđ ăc aăgiaiăđo năkh ăvƠăoxyăhóaăph iăb ngănhauă[71]

T căđ ăc aăph nă ngăoxyăhóaăVOCsăđ cătrìnhăbƠyăb ngăph ngătrình (1.4) theo mô hình MVK:

ngăh căoxyăhóaăxúcătácăc aăcácăVOCsăđ iăv iăcácăv tăli uăg căoxităkimălo iăth ngă

đ cămôăt ăb ngămôăhìnhăMVK.ăArzamendiăvƠăc ngăs ă[79]ăđưăbáoăcáoăquáătrìnhăoxyăhóa metyl etyl xeton b ngăxúcătác Pd-Mn/Al2O3 tuân theo môăhìnhăMVK.ăH năn a,ăChoudhary và Deshmukh [80]ăđưădùngămô hình MVK gi iăthíchăchoăquáătrìnhăoxyăhóa hoàn toàn propan và metyl etyl xeton b iăch tăxúc tác Cr/ZrO2

C ăch ăMVKă[26, 81-83],ăc ăch ăL-H [52, 73, 84, 85]ăvƠăc ăch ăE-R [76-78, 86] đưă

đ căđ ăxu tăđ ăgi iăthích cácăb căph nă ngăc aăquáătrìnhăoxyăhóaăVOCs C ăch ăMVK,ăcònăđ căg iălƠăc ăch ăoxyăhóaăkh ,ălƠăm tăquyătrìnhăoxyăhóaăkh ăđ cătrìnhăbƠyătrong Hình 1.2a.ă uătiên,ăcácăphơnăt ăVOCs t ngătácăv iăoxyăm ngănguyênăt trênăb ă

m tăxúcătác,ăvƠăcácăch ătr ngăoxyătrênăb ăm tăxúcătácăđ căhìnhăthƠnh Sauăđó, tơmăkh

đ cătáiăt oăb ngăkhíăO2ho cănguyênăt ăoxyătrongăphaăkhí C ăch ăL-Hăđ cătrìnhăbƠyătrong Hình 1.2b.ăB căđ uătiênăc aăc ăch ăL-HălƠăs ăh păph ăoxyăvƠăVOCsătrênăb ăm tă

ch tăxúcătác,ăsauăđóălƠăquáătrìnhăoxyăhóaăkh ăTheoăHìnhă1.2b, VOCsăvƠăoxyăh păph ălênăcùngăm tătơmăxúcătác, mô hình L-H đ căchiaăthƠnhămôăhìnhăm tătơm L-H và mô hình hai tâm L-H C ăch ăE-Răđ cătrìnhăbƠyătrongăHìnhă1.2c.ă uătiên,ăcácăphơnăt ăVOCsăho căoxyăh păph ătrênăb ăm tăch tăxúcătác,ăsauăđóălƠăquáătrìnhăoxyăhóaăkh Theo Hình 1.2c,ăcácăphơnăt ăVOCsătrong pha khí b oxy hóa b i cácănguyênăt ăoxyăb ăh păph ătrênăb ăm tăxúcătác.ăNgoƠiăraămôăhìnhăE-Răcònăgi iăthíchăc ăch ăph nă ngăx yăraăgi aăcácăphơnăt ăVOCsăb ăh păph ăvƠăcácăphơnăt ăoxyătrongăphaăkhí