Đang tải... (xem toàn văn)
Báo cáo môn phản ứng xúc tác NỘI DUNG 1. Đặt vấn đề 2. Khái quát về xúc tác dị thể 2.1. Đặc điểm xúc tác dị thể 2.2. Thành phần chất xúc tác dị thể 2.3. Tầm quang trọng của xúc tác 3. Phản ứng xúc tác dị thể CO tạo CO2 3.1. Xúc tác CuCr2O4 3.2. Cơ chế và phương trình động học của phản ứng CO tạo CO2 với xúc tác CuCr2O4 4. Vai trò của phản ứng xúc tác dị thể CO tạo CO2 5. Kết luận
PHẢN ỨNG XÚC TÁC DỊ THỂ CO TẠO CO2 GVHD: GS.TSKH.LƯU CẨM LỘC HVTH: MSHV: NỘI DUNG TRÌNH BÀY Đặt vấn đề Khái quát xúc tác dị thể 2.1 Đặc điểm xúc tác dị thể 2.2 Thành phần chất xúc tác dị thể 2.3 Tầm quang trọng xúc tác Phản ứng xúc tác dị thể CO tạo CO2 3.1 Xúc tác CuCr2O4 3.2 Cơ chế phương trình động học phản ứng CO tạo CO2 với xúc tác CuCr2O4 Vai trò phản ứng xúc tác dị thể CO tạo CO2 Kết luận ĐẶT VẤN ĐỀ ĐẶT VẤN ĐỀ ĐẶT VẤN ĐỀ Khí CO là sản phẩm cháy đốt cháy khơng hồn tồn chất: Gas, than, xăng, dầu… Khí CO ( Cacbon monoxide) biết khí khơng màu, khơng mùi, khơng vị, nhẹ khơng khí, d=0,967 lít CO nặng 1,254 g 0oC, hóa lỏng -191oC CO tan nước: 3,54 ml/100 ml 0oC, atm, 2,14 ml/100 ml 25oC, atm khơng bị hấp phụ than hoạt tính ĐẶT VẤN ĐỀ Giảm lượng hoạt hóa phản Loại bỏ khí CO ứng tạo CO2 Giảm ô nhiễm Xúc tác dị thể cho phản ứng CO tạo CO2 KHÁI QUÁT VỀ XÚC TÁC DỊ THỂ 2.1 Đặc điểm xúc tác dị thể Phản ứng xúc tác dị thể phản ứng diễn mặt tiếp xúc pha khác (chất rắn – khí chất lỏng – khí) Vd: C2H2 + HCl CH2=CHCl khí khí khí HgCl2/C* rắn KHÁI QUÁT VỀ XÚC TÁC DỊ THỂ 2.1 Đặc điểm xúc tác dị thể Xúc tác không tham gia phản ứng sau phản ứng xong xúc tác hoàn nguyên KHÁI QUÁT VỀ XÚC TÁC DỊ THỂ 2.1 Đặc điểm xúc tác dị thể Bề mặt riêng xúc tác tính cho đơn vị khối lượng Phản ứng có nhiều giai đoạn (vùng chậm gọi tên vùng định thời gian phản ứng) KHÁI QUÁT VỀ XÚC TÁC DỊ THỂ 2.1 Đặc điểm xúc tác dị thể Xúc tác dễ bị đầu độc theo chế che phủ, thuận nghịch, bất thuận nghịch Dẫn đến làm giảm phần hồn tồn hoạt tính KHÁI QUÁT VỀ XÚC TÁC DỊ THỂ 2.2 Thành phần chất xúc tác dị thể Pha họat động: chất xúc tác, chất cải tiến (chất biến tính) Pha hoạt động gồm kim loại quý, kim loại chuyển tiếp giữ chức hoạt động hoá học, làm tăng tốc độ phản ứng, tăng độ chọn lọc phản ứng Vd: Pt mang chất mang γAl2O3 KHÁI QUÁT VỀ XÚC TÁC DỊ THỂ 2.2 Thành phần chất xúc tác dị thể Pha (chất mang): giảm giá thành, phân tán tâm họat động, tăng diện tích bề mặt riêng xúc tác, tạo dạng hạt bổ trợ tính xúc tác KHÁI QUÁT VỀ XÚC TÁC DỊ THỂ 2.2 Thành phần chất xúc tác dị thể Pha phụ trợ: Giúp tăng độ phân tán kim loại bề mặt chất mang Tăng độ bền vật lý, độ bền học Chịu nhiệt độ cao KHÁI QUÁT VỀ XÚC TÁC DỊ THỂ 2.2 Tầm quan trọng chất xúc tác dị thể 85-90% qua trình CN hóa học có sử dụng xúc tác dị thể: Sản xuất nhiên liệu nhà máy lọc hóa dầu Sản xuất hóa chất nhà máy hóa chất Sản xuất phân bón, chất dẻo, Giảm nhiễm Xử lý ô nhiễm KHÁI QUÁT VỀ XÚC TÁC DỊ THỂ 2.2 Tầm quan trọng chất xúc tác dị thể Vai trò củ xúc tác dị thể: Giảm chi phí sản xuất Tăng độ chọn lọc sản phẩm mong muốn Giảm ô nhiễm mơi trường từ q trình sản xuất Phát triển khoa học công nghệ PHẢN ỨNG XÚC TÁC DỊ THỂ CO TẠO CO2 Khuếch tán Hấp phụ Phản ứng Giải hấp Khuếch tán PHẢN ỨNG XÚC TÁC DỊ THỂ CO TẠO CO2 3.1 Xúc tác CuCr2O4 CuCr2O4 xúc tác đực điều chế từ 10%CuO + 10%Cr2O3/γ-Al2O3 Xúc tác có hoạt tính cao phản ứng oxi hóa CO thành CO2 Crom xúc tác có tác dụng bảo vệ CuO khỏi bị phân hủy thành dạng khơng có hoạt tính aluminat CuAl2O3, tìm thấy xúc tác CuO/Al2O3 PHẢN ỨNG XÚC TÁC DỊ THỂ CO TẠO CO2 3.2 Cơ chế phương trình động học phản ứng CO tạo CO2 với xúc tác CuCr2O4 Cơ chế Langmuir-Hinshelwood - Q trình oxy hóa CO xúc tác CuCr2O4/γAl2O3 có chế phản ứng Langmuir-Hinshelwood sau: 1/ O + X ↔ O·X K1 2 CO + X ↔ CO·X K2 O·X + CO·X → CO2·X + X K CO2·X ↔ CO2 + X K3 Với X pha hoạt động PHẢN ỨNG XÚC TÁC DỊ THỂ CO TẠO CO2 3.2 Cơ chế phương trình động học phản ứng CO tạo CO2 với xúc tác CuCr2O4 Cơ chế Langmuir-Hinshelwood - Phương trình tốc độ phản ứng theo chế Langmuir-Hinshelwood diễn sau: rco = PHẢN ỨNG XÚC TÁC DỊ THỂ CO TẠO CO2 3.2 Cơ chế phương trình động học phản ứng CO tạo CO2 với xúc tác CuCr2O4 Cơ chế Eley - Rideal - Q trình oxy hóa CO xúc tác CuCr2O4/γAl2O3 có chế phản ứng Eley – Rideal sau: 1/ O + X ↔ O·X K1 2 O·X + CO·X → CO2·X + X K CO2·X ↔ CO2 + X K3 Với X pha hoạt động PHẢN ỨNG XÚC TÁC DỊ THỂ CO TẠO CO2 3.2 Cơ chế phương trình động học phản ứng CO tạo CO2 với xúc tác CuCr2O4 Cơ chế Eley – Rideal - Phương trình tốc độ phản ứng theo chế Eley - Rideal diễn sau: rco = Trong q tình oxi hóa CO, sử dụng lượng oxi lớn PO2 xem số Vì kK1(PO2)0,5 thay số k’ PHẢN ỨNG XÚC TÁC DỊ THỂ CO TẠO CO2 3.2 Cơ chế phản ứng phương trình động học phản ứng CO tạo CO2 với xúc tác CuCr2O4 Cơ chế Eley – Rideal Nếu CO2 giả định hấp thụ yếu bề mặt chất xúc tác mẫu số phương trình thay số k” Vì kK1(PO2)0,5 thay bang số k’ Nếu CO2 giả định hấp thụ yếu bề mặt chất xúc tác mẫu số phương trình thay số k” Phương trình viết sau: rco = [k’PCO]/[k”] Thay k’/k” = k, phương trình tốc độ có dạng: Rate = k(PCO) VAI TRÒ CỦA PHẢN ỨNG XÚC TÁC DỊ THỂ CO TẠO CO2 KẾT LUẬN VAI TRÒ CỦA PHẢN ỨNG XÚC TÁC DỊ THỂ CO TẠO CO2 Các yêu cầu: Rẻ Bền học, thời gian bền nhiệt Họat động cao Chọn lọc cao Dễ tái sinh Không độc hại Cám ơn cô bạn ý lắng nghe