XÚC TÁC PtSO42ZrO2 TRÊN NHỮNG CHẤT MANG KHÁC NHAU: TỔNG HỢP, ĐẶC TRƯNG VÀ HOẠT TÍNH XÚC TÁC CHO PHẢN ỨNG ĐỒNG PHÂN HÓA nPARAFFIN

Trần Thị Văn Thi Chuyên ngành: Hóa hữu cơ KHÁC NHAU: TỔNG HỢP, ĐẶC TRƯNG VÀ HOẠT TÍNH XÚC TÁC CHO PHẢN ỨNG ĐỒNG PHÂN HÓA n-PARAFFIN... Đồng phân hóa các phân đoạn nhẹ dẫn đến làm tăng

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

KHOA HÓA

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Tường Diễm Châu

TIỂU LUẬN

Huế, 12/2014

Giáo viên hướng dẫn

PGS.TS Trần Thị Văn Thi

Chuyên ngành: Hóa hữu cơ

KHÁC NHAU: TỔNG HỢP, ĐẶC TRƯNG

VÀ HOẠT TÍNH XÚC TÁC CHO PHẢN ỨNG

ĐỒNG PHÂN HÓA n-PARAFFIN

MỞ ĐẦU

Sản phẩm dầu mỏ chiếm lĩnh trên thị trường Khai thác nhiều phải tiết kiệm.

Đồng phân hóa các 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 và muối Pt là xúc tác phản ứng oxy hóa

n-paraffin nhưng hiệu quả thấp tẩm lên các chất mang

Xúc tác Pt/SO4 2-/ZrO2 trên những chất mang khác nhau: Tổng hợp, đặc trưng và hoạt tính xúc tác cho phản ứng đồng phân hóa n-hexane07/16/2024 2

1 Chất mang điển hình SBA-16

Vật liệu MQTB: rắn, xốp, có diện tích bề mặt riêng lớn và xốp

Hình 1.1 Phân loại mao quản của IUPAC.

1 Chất mang điển hình SBA-16

Hình 1.2 Sự hình thành phức kim loại trong hốc của

SBA-16 [2]

07/16/2024 6

1 Chất mang điển hình SBA-16

Hình 1.3 Sơ đồ tổng hợp SBA-16 ở những nhiệt độ và thòi gian

khác nhau [10].

1 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].

Nhiệt độ

(°C)

d 110 (nm)

a 0 (nm)

S BET (m2/g)

W (nm)

Dp (nm)

Bảng 1.1 Những đặc trưng vật lý của SBA-16

được tổng hợp ở những nhiệt độ khác nhau [10]

1 Chất mang điển hình SBA-16

Hình 1.5 Sơ đồ tổng hợp SO 2-/ZrO [5]

2 Tổng hợp xúc tác

2 Tổng hợp xúc tác

Hình 1.6 Sơ đồ tổng hợp SO42-/ZrO2/SBA-16 [3]

Hình 1.7 Sơ đồ tổng hợp Pt/ SO42-/ZrO2/SBA-16 [6,3]

2 Tổng hợp xúc tác

2 Tổng hợp xúc tác

Hình 1.8 Sơ đồ tổng hợp xúc tác Pt/SZ/SiO và Pt/SZ/Al O [8]

07/16/2024 13

3 Phương pháp đặc trưng vật liệu

Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (X-ray diffraction XRD)

Hình 1.9 Phổ XRD của mẫu SZ được tổng hợp từ Zr(OH)4 ở

những pH khác nhau [5]

3.1 Đặc trưng về hình thái

07/16/2024 14

Hình 1.10 Giản đồ XRD khi tẩm lên chất mang SiO2 (a) và

Al2O3 (b) được nung ở 750oC: 1,2 là mẫu tẩm 1 và 2 lần; t và

m là pha tứ diện và pha đơn tà của ZrO2; γ-Al2O3, AS là

Al (SO ) [8]

Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (X-ray diffraction XRD)

3.1 Đặc trưng về hình thái

07/16/2024 15

Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (X-ray diffraction XRD)

Hình 1.11 Giản đồ nhiễu xạ tia X góc hẹp của SBA-16 (a) và Pt/

SZ/SBA-16 [3]

3.1 Đặc trưng về hình thái

Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (X-ray diffraction XRD)

Hình 1.12 Giản đồ nhiễu xạ tia X góc lớn của Pt/SZ/SBA-16 [3].

3.1 Đặc trưng về hình thái

07/16/2024 17

Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM)

Hình 1.13 Ảnh SEM của mẫu SBA-16 với các độ phóng đại

1µm, 2µm và 5 µm [3]

3.1 Đặc trưng về hình thái

Hình 1.14 Ảnh SEM của xúc tác Pt/SZ/SBA-16 [3].

Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM)

3.1 Đặc trưng về hình thái

Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM)

Hình 1.15 Ảnh TEM của SZ/SBA-16(a), Pt/SZ-SBA-16(b) [3].

3.1 Đặc trưng về hình thái

3 Phương pháp đặc trưng vật liệu

3.2 Đặc trưng về liên kết

Phương pháp đo phổ IR

Hình 1.16 Phổ IR hấp thụ pyridin của ZSM-5(A) và của SZ (B)

4 Hoạt tính xúc tác cho phản ứng

3.2 Cơ chế phản ứng

Hình 2.1 Quá trình isome hóa n- pentane trên

xúc tác lưỡng chức [3]

4.1 Cơ chế phản ứng

Hình 2.2 Quá trình isome hóa n-hexane

trên xúc tác lưỡng chức [3]

4 Hoạt tính xúc tác cho phản ứng

4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Hình 2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng đồng

phân hóa của những xúc tác: (1) SO42- /ZrO2 /Al2O3 và (2) Pt /SO42- /ZrO2 /Al2O3 và hỗn hợp Pt – X/ Al2O3 + SO42- /ZrO2 /Al2O3 với X=Br (3), (4) Cl và (5) F (6) hỗn hợp Pt/SiO2 + SO42- /ZrO2

/Al O [11]

07/16/2024 25

4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Hình 2.4 Đồ thị ảnh hưởng của nhiệt độ đến

độ chuyển hóa và độ chọn lọc khi dùng xúc tác Pt/SZ/SBA-16 [3]

KẾT LUẬN

1 Biết được 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

2 Hiểu được các đặc trưng xúc tác thông qua các phương

pháp vật lý hiện đại như XRD, phương pháp SEM, TEM, BET, đo phổ IR

3 Hiểu được cơ chế phản ứng đồng phân hóa n-paraffin trên

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

bằng phương pháp gián tiếp”, Tạp chí Khoa học và 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 và ứng dụng hệ xúc

tác lưỡng chức Pt/ZrO 2 -SO 4 2- /SBA-16 vào phản ứng đồng phân hóa parafin C 5 – C 6 ”, Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Khoa

học, Đại học Đà Nẵng

[4] Phạm Đình Trọng (2009), Nghiên cứu đặc trưng và hoạt

tính xúc tác của 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 SO 4 2- /ZrO 2 superacid catayst”, Applied Catalysis, 151 - 163

[6] A.V.Ivanov, T.V.Vasina, O.V.Masloboishchikova (2002),

“Isomerization of n-alkanes on Pt/WO 3 -SO 4 /ZrO 2 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/SO 4 2- /ZrO 2 Systems Applied onto SiO 2 and Al 2 O 3

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!