Nghiên cứu phản ứng quang õi hóa hoàn toàn p –Xylen với xúc tác trên cơ sở TiO2

14 596 0
Nghiên cứu phản ứng quang õi hóa hoàn toàn p –Xylen với xúc tác trên cơ sở TiO2

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Nghiên cứu phản ứng quang õi hóa hoàn toàn p –Xylen với xúc tác trên cơ sở TiO2

TÓM TT KT QU NGHIÊN CU TÀI KHOA HC VÀ CÔNG NGH CP B Tên  tài : Nghiên cu phn ng quang oxi hóa hoàn toàn p-Xylen vi xúc tác trên c sTiO2 Mã s : B 2004 – 29 -27 Ch nhim  tài: Th.S. Nguyn Quc Tun . Tel: 063.826357 . E-mail:quoctuandalu@yahoo.com . C quan ch trì  tài: Trng i Hc à Lt C quan và cá nhân phi hp thc hin : Vin Công ngh Hóa Hc . PGS.TSKH . Lu Cm Lc. Thi gian thc hin : tháng 4 – 2004 n tháng 3 – 2006 . 1. Mc tiêu : - Nghiên cu bin tính các h xúc tác trên c s TiO2ng mt s oxít mang trên các cht mangkhác nhau nhm to ra các h xúc tác hiu qu cao cho phn ng oxihóa sâu p- Xylen thành CO2và H2O - Xác nh u kin tu u cho phn ng oxihóa sâu p-Xylen trong khí thi2. Ni dung chính :- Nghiên cu la chn các oxít ch to xúc tác quang oxihóa trên c s TiO2 ( 3 mu )- Nghiên cu thành phn, tính cht và kích thc tinh th ca xúc tác- Nghiên cu phn ng quang oxi hóa sâu p-Xylen trên 03 h xúc tác ã lc chn.- Nghiên cu tâm hot ng ca xúc tác- Tìm u kin hot hóa li các h xúc tác ã b mt hot tính .3. Kt qu chính t c ( Khoa hc, ào to … ) - Các bài báo : 1- nh hng ca t l TiO2Rutil/Anatas n phn ng phân hy quang xúc tác p- Xylene .Tuyn tp công trình nghiên cu Khoa hc –Công ngh nm 2005 . Vin Công ngh Hóa Hc –Vin Khoa Hc và Công ngh Vit Nam.T/P HCM- 12/2005 . 2- Gas-phase photooxidation of p- Xylene using nanometer-size TiO2catalysts . The 4-thVietnam – Japan joint seminar . 3/ 2006 . - Lun vn : Trn Thái Hòa . nh hng ca t l TiO2Anatase/ Rutile trong phn ng quang oxihóap- Xylene . Lun vn thc s hóa hc . Cn Th – 2005.Sau ây là mt s kt qu chính t dc ca  tài : 3.1. TÍNH CHT HÓAXÚC TÁC: 3.1.1. Tính cht hóa lý ca xúc tác TiO2 (P25- Degussa):Din tích b mt riêng : 45m2/g.Thành phn : 80% anatase và 20% rutile.Kích thc ht trung bình : 30 nm. Ngun gc : MERK – c. 3.1.2. Tính cht hóa lý ca xúc tác TiO2 ( ST- 01)Din tích b mt riêng : 314 m2/g. Thành phn : 100 % anatase .Kích thc ht trung bình : 7 nm. Ngun gc : ISK – Nht Bn. 3.1.3. Tính cht hóa lý ca SiO2 ( Silicafumed): Din tích b mt riêng : 390 +/- 40 m2/g.Kích thc ht trung bình : 7nm. tinh khit : 99.8%.Ngun gc : MERK – do hãng SIGMA sn xut. 3.1.4. Tính cht hóa lý ca xúc tác3.1.4.1. B mt riêng và bán kính l xp:Các xúc tác c u ch t TiO2thng mi Degussa P 25 (Merk – c),. SiO2 thngi (Merk) vi các ký hiu nêu trong bng 1ng 1 : Các h xúc tácThành phn xúc tác iu kin x lý nhit(oC)Kí hiu1. Degussa P 252. Degussa P 253. Hn hp (R/A) =1/44. Hn hp (R/A) =1/15.TiO2/SiO26. TiO2/SiO27.TiO2/zeolit8. TiO2/zeolit450550450550450550AR20RA50RAASi450ASi550Az 450Az 550ng 2 : Din tích b mt riêng (SBET) và kích thc l xp (rp)ingTiO2TiO2/SiO2TiO2/zeolitXc tc A 20RA50RA R ASi450 ASi550 Az450Az 550SBET ,m2/g50 48.4 40.4 19.5 203 208 55 75rp , 33 40 40 40 31 22 - - T bng 2 ta thy : Sau khi x lý  4500C din tích b mt riêng (SBET) thay i không áng, trong khi ó sau khi x lý  550 0C giá tr SBET gim 2,6 ln ng thi kích thc l xp (rp)ng t 33 Å lên 40 Å. u này phù hp vi kt qu nghiên cu ca Bacsa [12] theo ó rutile có kích thc l xp ln hn và din tích b mt riêng nh hn. Kt qa trên cho thy rng  4500Ccha s thay i pha áng k trong TiO2 Degussa. Nh vy sau x lý  5500C khang 2 gitrong dòng không khí, phn ln TiO2 anatase ã chuyn sang dng rutile. Mang TiO2 lên SiO2din tích b mt riêng (SBET) tng gn 4 ln .Mt khác cng thy rng ,kích thc l xp (rp) ca TiO2/SiO2sau khi x lý nhit  4500C ít thay i .So sánh hai muASi 450 và ASi550 ta thy din tích b mt riêng (SBET) thay i không nhiu nhng kích thc lp (rp) li gim khi tng nhit  . Mang TiO2 lên zeolit sau khi x lý  4500Cdin tích b mt riêng (SBET) tng ít , còn sau khi xlý  5500C din tích b mt riêng (SBET) tng 1,5 ln 3.1.3.2. Kt qa nghiên ca XRD: Kt qa phân tích XRD ca các mu xúc tác cho thy: trong TiO2, anatase sau khi x lý 4500Cn ti c 3 pha TiO2 tinh th anatase, rutile và brookite. Trong ó anatase là ch yu, brookitekhông áng k và t l rutile:anatase thp. Tng nhit  x lý nhit lên 5500C, cng  mi ctrng cho anatase gim mnh, trong khi ó mi rutile cng  tng vài ln. Bên cnh anatasevà rutile trong mu TiO2 sau khi x lý  5500C cng tn ti lng nh brookite. u này khá phùp vi kt qa nghiên cu din tích b mt trong (bng 2). th nói, sau khi x lý nhit 4 gi5500C, lng áng k rutile ã hình thành t anatase. Trong xúc tác TiO2/ SiO2 x lý  4500C tn ti TiO2 anatase, rutile và Ti8O15, cng  cáci anatase gim so vi mu TiO2. u này th gii thích là trong mu này, TiO2ã b SiO2hòa loãng hoc phân tán nh hn. Mt khác, khi mt SiO2 sau khi x lý  4500C xut hin phai Ti8O15. Sau khi x lý 4 gi 5500C, cng  mi anatase gim không nhiu, ng thi cng  mirutile tng nhng cng  mc  thp. Trong mu này cng tn ti lng nh TiO2 brookite và tinhth SiO2ã hình thành, còn Ti8O10 không xut hin. So sánh s khác bit gia 2 mu TiO2/ SiO2 xlý  4500C và 5500C ta thy trong trng hp th nht không phát hin tinh th SiO2 là do SiO2 cókích thc ht nh (7nm). Tuy nhiên, sau khi nung  5500C do thiêu kt nên các ht SiO2 kíchthc ln hn nên trong ph XRD tinh th SiO2 xut hin. Mt khác, so vi TiO2, lng TiO2trong mu TiO2/ SiO2 chuyn sang pha rutile ít hn. u này gii thích vì sao SBET ca mu TiO2/SiO2 sau khi x lý  4500C và 5500C tng t nhau trong khi mu TiO2 không cht mang thì dintích b mt riêng thay i nhiu. Trong xúc tác TiO2/ zeolit x lý  4500C , tn ti TiO2 anatase, rutile và brookite. Vi cng các mi anatase hu nh không thay i so vi mu TiO2. Sau khi x lý 4 gi 5500C , cng i anatase gim không nhiu, ng thi cng  mi rutile tng nhng cng  mc  thp.Trong mu này cng tn ti lng nh TiO2 brookite . Mt khác, so vi TiO2, lng TiO2 trongu TiO2/ zeolit chuyn sang pha rutile ít hn. S thay i din tích b mt riêng trong hai muTiO2 / zeolit do s thay i din tích b mt riêng ca zeolit khi nung . 3.2 NGHIÊN CU HP PH p- XYLEN :t qu s hp ph p-xylene lên các h xúc tác TiO2 và TiO2/SiO2 c trình by trong bng 3 ng 3: Lng p-xylen hp ph trên 1 mg xúc tác (Ax mg/mg xúc tác) và trên 1 m2 b mt (Axmg/m2) ca các xúc tác khác nhau  nhit  khác nhau (Hn hp hp ph Cop-xylen = 19mg/l;CoH2O = 8.6 mg/l)XXccttccAA2200RRAA5500RRAA R ASi 450AASSii555500NNhhiitt((ooCC))AAXXAA’’XXAAXXAA’’XXAAXXAA’’XXAAXXAA’’XXAAXXAA’’XXAAXXAA’’XX440011 333300 00227711 333300 00228811 118800,,00229900 556600 002299 6.63 0.033 8.16 0.0411330011 331100 00226611 223300 00225511 113300 00228811 001100 005522 3.20 0.016 3.22 0.01622110000 991100 00118811 221100 00225511 003300 00225511 009900 0055662.26 0.011 3.00 0.01422330000 442200 00008811 114400 00224400 999900 00224400 778800 004400 2.17 0.011 - -22550000 441100 00008800 997700 00220000 880000 00220000 881100 004422 2.76 0.014 3.78 0.01822880000 440000 00008800 888800 00118800 884400 00221111 000000 005511 3.19 0.016 4.28 0.021t qu nghin cu cho thy rng :i vi TiO2:  nhit  400C i lng AXa xúc tác gim khi hàm lng rutile tng .Lng hp php-xylen gim theo t l (R:A), trình t nh sau: A > 20 RA > 50 RA > R. u này còn cho thy nhit  này hp ph vt lý chim u th, lng cht hp ph gim theo s gim ca din tích bt riêng và giá tr A’Xít thay i ( 0.027 – 0.029 mg/m2 ). Trên xúc tác A (hàm lng anatase cao) lng hp ph (AX v A’X) gim nhanh khi nhit ng, u này chng t trên xúc tác này hp ph vt lý chim u th, trong khi ó trên các xúc tác20 RA , 50 RA lng hp ph gim chm khi tng nhit , c bit trên xúc tác R (hàm lngrutile cao) lng hp ph các nhit  1300C – 2800C li cao hn  400C, chng t rng dngrutile thun li cho s hp ph hóa hc và phn ng nhit s chim u th.i vi TiO2/SiO2: Kh nng hp ph gim dn khi nhit  tng, sau ó kh nng hp ph ca xúc tác ling.u này th gii thích nh sau :trong vùng nhit  t 40 – 1300C s hp ph vt lý chimu th, còn  nhit  t 2100C tr lên s hp ph hóa hc chim u th . Nh vy SiO2thun licho s hp ph hóa hc .3 .3 .KHO SÁT HOT TÍNH XÚC TÁC 3.3.1. Phn ng trên xúc tác TiO2mang trên que a thy tinhTrong các phn ng s dng èn UV – Vis bc sóng là 365 nm at  ca xúc tác trong các u kin phn ng khác nhau th hin qua  chuyn hóap-xylen c trình bày trong các bng t 4-8 : Bng 4 :  chuyn hóa p-xylen  400C vi các ch phn ng khác nhau trên xúc tác A((Hn hp không khí Cop-xylen = 19mg/l; CoH2O = 0.0 mg/l hoc CoH2O = 8.6 mg/l)CoH2O = 0.0 mg/l CoH2O = 8,6 mg/lt ( ph) X% t ( ph) X%5 54 5 9610 30 10 9315 22 15 7620 16 20 7525 14 25 7330 12 30 72 Ta thy  chuyn hóa  phút th 5 ca phn ng quang oxi hóa ( hi nc và UV-Vis) caop 1,8 ln so vi phn ng quang phân (không hi nc ch UV-Vis). Hat tính xúc tác trong phn ng quang oxi hóa gim chm hn so vi phn ng quang phân, u này chng t hic vai trò rt quan trng trong phn ng quang oxi hóa .Nó c dùng  to gc t do•OHcó th oxi hóa ln là tác nhân cho quá trình oxi hóa và phc hi liên tc nhóm do•OH b tiêu thtrong quá trình phn ng. Bng 5:  chuyn hóa p-xylene (X%)  các nhit  phn ng quang oxi hóa khác nhautrên xúc tác A ((Hn hp không khí Cop-xylen = 19mg/l; CoH2O = 8.6 mg/l)t (ph) 400C 1300C 2100C 2300C 2500C 2800C5 96 80,1 79,6 78,3 65,4 64,510 93 74 58,6 63,4 62,8 62,515 76 68 57,2 61,1 62,4 62,320 75 62,8 54,8 60,5 57,3 56,725 73 50 43 58.9 56,5 54,730 72 40,8 39.5 54 53 52,6 Qua bng 5 ta thy khi nhit  tng nói chung  chuyn hóa gim do s hp ph ca p-xylentrên xúc tác gim . Bng 6:  chuyn hóa p- xylen sau 5 phút u (X%) trong phn ng quang oxi hóa trên các xúc tác TiO2khác nhau mang trên que a thy tinhH xúc tácNhit (t0C)AA2200RRAA5500RRAARR44009966 009955 008822 008877 221133008800 116655 008800 008855 882211007799 665522 006699 008800 222233007788 334488 006644 00--2255006655 444433 005588 00--2288006644 553333 003344 004477 11 Kt qu bng 6 cho thy :  400C  chuyn hóa trên xúc tác A là cao nht sau ó dn xúc tác 20 RA s gim nh,trên xúc tác 50 RA và R  chuyn hóa gim mnh hn so vi A . Khi tng nhit ,  chuynhóa trên tt c các xúc tác u gim. Kt hp vi kt qu nghiên cu v s hp ph, th thyng :Hat  xúc tác quan h vi kh nng hp ph p-xylene.  400C s hp ph xylene trênxúc tác cao nht nên hat  xúc tác cao nht u này cho phép khng nh p-xylene tham giaphn ng  trng thái hp ph . Bng 7::  chuyn hóa p-xylen (X%) và mc  gim  chuyn hóa so vi hat u(∆X,%) ca các xúc tácTiO2/que a thy tinh sau 30 phút phn ng  các nhit  khác nhau .H xúc tácNNhhiitt((ooCC))AA2200RRAA5500RRAARR XX%%∆∆XX%%XX%%∆∆XX%%XX%%∆∆XX%%XX%%∆∆XX%%44006666 772299 332244 557700 551199 666622 441166 77 70.51133006600 002200 111199 994455 112277 225522 881122 33 73.52211005522 772266 994444 331144 884466 112222 9988 33 71.92233005588 991199 441100 773377 332288 33--1122 66 17.72255004499 441166 001144 002299 004488 9999 11-- -2288005522 661111 991188 441144 662266 1177 992299 55 17.6  400C (phn ng quang xúc tác). Kt qu trên cho thy s gim  chuyn hóa p-xylene trênxúc tác A là chm nht (∆∆XX%% a xúc tác A là 29.3% ). Trên các xúc tác còn li sau 30 phút làmvic  d gim  chuyn hóa (∆∆XX%%))tt6622,,44––7700,,55%%BBnngg88::: Lng cc to thành ( mmol C/ mg TiO2) sau 60 pht phn ng trên 4 h xúc tác TiO2 các nhit  khác nhauH xúc tácNNhhiitt((ooCC))AA2200RRAA5500RRAARR440000 0022775500 0011661100 0022336600 0044775511330000 0022883300 0011775500 00224433--22110000 0022889900 0011991100 00225500--22330000 0022994400 0011998800 0022558800,,0077777722550000 0033004400 0022110000 0022662200,,0077882222880000 0033112200 0022006600 0022667700 00778888 T kt qu ca bng 8 cho thy : Lng cc to thành trên 3 xúc tác A, 20 RA và 50 RA chênh lch nhau không nhiu , trongkhi ó lng cc to thành trên xúc tác R cao nht và cao hn nhiu so vi các xúc tác còn li ( gp 2 -3,8 ln so vi các xúc tác khác). Kh nng to cc trên các xúc tác gim theo th t sau : R >> A > 50 RA > 20 RA nh vyng cc to thành trên xúc tác cao khi hàm lng ca anatase hoc rutile cao. Ngoi tr 20RA, các xúc tác A; 50 RA và R b gim hot tính nhanh do s to thành cc nhiutrên b mt. Khi nhit  tng lng cc to thành tng. So sánh lng cc to thành trên các xúc tác 400C vi 2300C, thy rng trên các xúc tác A, 20 RA và 50 RA lng cc ch tng t 7% - 23%,trong khi ó trên xúc tác R tng 64%. u này thc gii thích nh sau: xúc tác R thànhphn rutile chim ti 90% nên phn ng nhit chim u th, s hình thnh cc mnh do phn ngnhit.3.3.2. Phn ng trên xúc tác TiO2/ SiO2mang trên que da thy tinh Kt qu phn ng quang oxyhóa p-xylen trên các h xúc tác TiO2và TiO2/SiO2mang trênque a thu tinh c trình bày trong các bng t 9 - 11. Bng 9:  chuyn hóa p-xylene (X%)  400C vi các ch phn ng khác nhau trên haixúc tác TiO2/SiO2 ((Hn hp không khí Cop-xylen = 19mg/l; CoH2O = 0.0 mg/l hoc CoH2O = 8.6mg/l)CoH2O = 0.0 mg/l CoH2O = 8,6 mg/lt ( ph) X% t ( ph) X%Xúc tác ASi450 ASi550 Xúc tác ASi450 ASi550 5 72,5 69,2 5 90,5 90,010 16,8 15,3 10 23,1 2415 8,9 11,9 15 12 13,820 7,9 10,6 20 10,5 13,225 7,3 10,2 25 10,4 12,930 7,1 8,9 30 10,3 12,6 Ta thy  400C , vi s mt ca SiO2 chuyn hóa trong trng hp không hi nclà khá cao. So vi kt qu nghiên cu trên xúc tác A mang trên que a thy tinh u kiên khôngcó hi nc  chuyn hóa cao hn t 1,28 -1,34 ln. Tuy nhiên hat  ca xúc tác TiO2/SiO2gim nhanh hn so vi xúc tác A theo thi gian phn ng, c bit trong phn ng quang oxi hóa . Bng 10: chuyn hóa p-xylene (X%)  các nhit  phn ng quang oxi hóa khác nhau trênxúc tác TiO2/ SiO2((Hn hp không khí Cop-xylen = 19mg/l; CoH2O = 8.6 mg/l)t (ph) 400C 1300C 2100C 2300C 2500C 2800CXúc tác ASi450ASi550ASi450ASi550ASi450ASi550ASi450ASi550ASi450ASi550ASi450ASi5505 90,5 90,0 26,8 40,0 16,1 28,3 36,2 32,0 33,6 20,4 30,8 30,010 23,1 24 10,9 18,3 10,0 14,4 12,3 17,2 19,3 12,0 15,8 16,315 12 13,8 9,7 10,8 6,0 10,4 10,9 16,7 18,5 10,0 14 13,220 10,5 13,2 8,9 10,2 5,7 8,3 10,7 11,4 15,1 8,0 10,3 12,425 10,4 12,9 8,1 9,8 5,3 8,1 10,3 7,4 13,4 5,4 9,9 10,630 10,3 12,6 - - - - - - - - - - Nói chung,  chuyn hóa u ca p-xylene gim khi nhit  phn ng tng. Theo bng 10  chuyn hóa u p-xylene t cao nht ti nhit  phn ng là 400C ( X40= 90%) i vi c 2 loi xúc tác. T nhit  1300C – 2800C,  chuyn hóa p-xylene gim mtcách áng k. Trong ó,  chuyn hóa p-xylene t cc tiu ti nhit  2100C. Vùng nhit trong khong 2300C – 2800C,  chuyn hóa p-xylene không s khác bit áng k. Kt hp vi kt qa nghiên cu hp ph p-xylen trong phn 3.2 cho thy: hot  xúc tác cóquan h mt thit vi kh nng hp ph ca p-xylen.  400C, hp ph p-xylen là cao nht nên hot xúc tác cao nht, còn  2100C i lng hp ph p-xylen thp nht. u này mt ln na chophép khng nh p-xylen tham gia vào phn ng  trng thái hp ph. So sánh hot  ca 2 xúc tác ta thy, trong vùng nhit  thp ( 400C, 1300C) xúc tácASi550 ( x lý  5500C) hot  cao hn xúc tác ASi450 ( x lý  4500C). Ngha là, trong vùngphn ng quang xúc tác ASi550 t ra u th hn. Nh vy, TiO2 sau khi x lý  5500C sng mt ít din tích b mt, dn n s tng kh nng hp ph làm hot  xúc tác tng. Trongvùng nhit  t 2100C, phn ng nhit chim u th, ngc li xúc tác ASi450 li hot  caon xúc tác ASi550 , ng thi không s tng quan cht ch gia hot  xúc tác và s hpph p-xylen. Do ó,  phn ng quang oxy hóa din ra thunli, nên tin hành phn ng  400C.ng 11 : Lng cc to thành trên các xúc tác x lý  4500C (xúc tác ASi450) và x lý 5500C (xúc tác ASi550) sau khi phn ng  các nhit  khác nhauNhit  phn ng (0C) ng cc to thành(m mol C/ mg TiO2)ASi450 ASi550401302102302502800.03330,03330,02330,02330,0330,0330,02670,02500,01750,01830,02080,0208 Lng cc gim theo s tng nhit  phn ng và t giá tr nh nht ti 2100C, sau óquan sát thy lng cc tng khi nhit  phn ng t 2300C tr lên. Dng nh lng ccng bin vi kh nng hp ph ca p-xylen. Nghiên cu hot tính quang oxy hóa p-xylen ca xúc tác TiO2/ SiO2 tm trên que a thytinh, chúng tôi mt s nhn xét sau : +  chuyn hóa p-xylen trong phn ng quang  nhit  400C là cao nht, do  nhit này p-xylen hp ph trên xúc tác tt nht. + Cht mang SiO2 làm tng din tích b mt riêng ca xúc tác, do ó làm tng s hp php- xylen . + Cht mang giúp cho TiO2 anatase bn nhit hn, sau khi x lý  5500C lng anatase trongxúc tác TiO2/ SiO2 chuyn sang dng rutile ít hn nhiu so vi xúc tác TiO2.3.3.3. Phn ng trên xúc tác TiO2/ zeolit mang trên que a thy tinh Kt qu phn ng quang oxy hóa p-xylen trên các h xúc tác TiO2và TiO2/SiO2mang trênque a thu tinh c trình bày trong các bng t 12 - 13. Bng 12: chuyn hóa p-xylene (X%)  các nhit  phn ng quang oxi hóa khác nhau trênxúc tác TiO2/zeolit ((Hn hp không khí Cop-xylen = 19mg/l; CoH2O = 8.6 mg/l)t (ph) 400C 1300C 2100C 2300C 2500C 2800CXúctácAz450Az550Az450Az550Az450Az550Az450Az550Az450Az550Az450Az550594.296.970.4 74.0 58.8 63.5 56,7 62,1 54.0 61.3 52.2 60.610 84.3 88.7 63.6 65.4 47.9 55.2 44,5 52,7 42.6 51.2 40.7 50.915 80.5 81.0 56.9 57.3 40.8 47.6 35,3 45,0 33.2 43.3 31.2 41.3 2073.2 76.1 49.1 50.7 34.1 42.1 29,2 38,4 27.4 36.4 25.7 34.625 71.3 74.0 42.2 46.2 30.6 37.2 23,8 33,6 21.6 31.0 19.9 29.830 61.0 66.2 41.8 43.5 26.3 31.9 20,9 28,3 17.6 26.1 15.1 24.6 Nói chung,  chuyn hóa ca p-xylene gim khi nhit  phn ng tng. Theo bng 12  chuyn hóa u p-xylene t cao nht ti nhit  phn ng là 400C ( X40= 94 - 97%) i vi c 2 loi xúc tác. T nhit  1300C – 2800C,  chuyn hóa p-xylene gimt cách áng k. Vùng nhit  trong khong 2100C – 2800C,  chuyn hóa p-xylene không có khác bit áng k. So sánh hot  ca 2 xúc tác ta thy: xúc tác Az550 ( x lý  5500C) hot cao hn xúc tác Az450 ( x lý  4500C). Bng 13 : Lng cc to thành trên các xúc tác x lý  4500C (xúc tác Az 450) và x lý 5500C (xúc tác Az 550) sau khi phn ng  các nhit  khác nhauNhit  phn ng (0C) ng cc to thành(m mol C/ mg TiO2)Cht xúc tác Az 450 A z 550401302102302502800,00540,00600,00690,00780,00860,00920,00450,00500,00570,00650,00710,0077 Lng cc tng theo s tng nhit  phn ng. Lng cc nghch bin vi hat tính ca xúctác.Nhit  cao lng cc to thành trên b mt xúc tác nhiu dn n tc  gim  chuyn hóanhanh . Nghiên cu hot tính quang oxy hóa p-xylen ca xúc tác TiO2/ zeolit tm trên que a thytinh, chúng tôi mt s nhn xét sau : + Chuyn hóa p-xylen trong phn ng quang  nhit  400C là cao nht, do  nhit  nàyp-xylen hp ph trên xúc tác tt nht. + Cht mang zeolit làm tng din tích b mt riêng ca xúc tác, do ó làm tng s hp php- xylen . + Cht mang giúp cho TiO2 anatase bn nhit hn, sau khi x lý  5500C lng anatase trongxúc tác TiO2/ zeolit chuyn sang dng rutile ít hn nhiu so vi xúc tác TiO2. 3.3.4. So sánh kh nng phn ng trên các xúc tác khác nhau mang trên que a thytinh .t qu phn ng quang oxy hóa p-xylen trên các h xúc tác TiO2, TiO2/SiO2 và TiO2mang trên que a thu tinh c trình bày trong các bng 14, 15 và16 Bng 14:  chuyn hóa ban u p-xylen trong phn ng quang oxi hóa trên các xúc tác khácnhau ti các nhit  khác nhaucchhuuyynnhhóóaa((XX%%))ttrrêênnccááccxxccttccNNhhiitt((ooCC))A ASi450 ASi550 Az 450 Az 55044009966 00 90.5 90 94.2 96.91133008800 11 26.8 40 70.4 74.02211007799 66 16.1 20.4 58.8 63.52233007788 33 36.2 32 56.7 62.22255006655 44 33.6 30 54.0 61.32288006644 55 30.8 28.3 52.2 60.6. i vi TiO2:Khi nhit  tng  chuyn hóa trên xúc tác gim. i vi TiO2/SiO2: T 40 – 2100C,  chuyn hóa trên c hai xúc tác gim mnh ( tng ng vi s gim ca sp ph ).T 230 – 2800C  chuyn hóa trên c hai xúc tác s khác bit không áng k . i vi TiO2/zeolit : Khi nhit  tng  chuyn hóa trên tt cà các xúc tác u gim ( u này tng t vi xúctác TiO2ban u ) Bng 15:  chuyn hóa p-xylen (X%) và mc  gim  chuyn hóa so vi hat u(∆X,%) ca các xúc tác sau 30 phút phn ng  các nhit  t 400C n 2800C .Các h xúc tácAA ASi450 ASi550 Az 450 Az 550NNhhiitt((ooCC))XX%%∆∆XX%%XX%%∆∆XX%%XX%%∆∆XX%%XX%%∆∆XX%%XX%%∆∆XX%%44006666 772299 33 11 87,8 12 86,66611 35.2 66,2 31,11133006600 002200 111100,,556600,,88----4411,,88 40,64433,,55 41,22211005522 772266 99----88,,335599,,332266,,33 55,33311,,99 49,72233005588 991199 44--------2200,,99 63,12288,,33 55,42255004499 441166 001111,,666655,,55----1177,,66 67,42266,,11 57,42288005522 661111 9955,,888811,,2266,,117788,,441155,,11 71,02244,,66 59,4t qu bng 15 và hình 8 cho thy:  400C s gim  chuyn hóa p-xylene trên xúc tácA là chm nht (∆∆XX%% a xúc tác A là 29.3% , sau ó là hai xúc tác Az 550 (∆∆XX%%== 31,1%),Az 450 ((∆∆XX%%== 35,2%) còn các xúc tác khác t 62,4 % n 87.8 %).Qua ây chúng ta thy nhng ca zeolit i vi hat tính xúc tác ca TiO2không ln .ng 16: Lng cc to thành ( mmol C/ mg TiO2) sau 60 phút phn ng trên 5 h xúc tác  cácnhit  khác nhauLLnnggccccttootthhàànnhhttrrêênnccááccxxúúccttááccNNhhiitt((ooCC))A ASi450 ASi550 Az450 Az550440000 00227755 0.0333 0.0267 0.0054 0.004511330000 00228833 0.0333 0.0250 0.0060 0.005022110000 00228899 0.0233 0.0175 0.0069 0.005722330000 00229944 0.0233 0.0183 0.0078 0.0065 [...]... CÁC H XÚC TÁC TiO2 – SiO2 Trên c s vai trò c a SiO2 i v i ch t quang xúc tác TiO2 , nh m t ng di n tích b m t c a xúc tác và h at tính quang oxi hóa c a TiO2 chúng tôi ã nghiên c u u ch xúc tác TiO2 – SiO2 ng viên c u b ng ph ng ph p sol-gel 3.5.1 Tính ch t hóa lý c a các xúc tác TiO2 – SiO2 1 Các h xúc tác : + TiO2 Degussa K-1 : 1,72 mg TiO2/ g xúc tác + TiO2 ST- 01 K-3 : 4,92 mg TiO2/ g xúc tác K-2... tác trên c s TiO2 th i n m t s k t lu n sau : 1 u ki n ph n ng quang oxi hóa : + ph n ng quang oxi hóa x y ra c n ph i h i 4 y u t sau :có tia sáng vùng t ng ai, i n c, oxy và ch t xúc tác quang hóa ( TiO2) + Ph n ng quang oxi hóa x y ra ngay nhi t phòng.Khi nhi t t ng chuy n hóa trên t các xúc tác u gi m, ho t tính xúc tác gi m hai vùng nhi t ng v i hai l ai ph n ng vùng nhi t th p (40-1300C) ph... các h xúc tác Anatase + Rutile : + T ng hàm l ng rutile di n tích b m t riêng gi m, l ng ch t h p ph gi m, s h p ph manh p- xylen xu t hi n bên c nh h p ph y u, h at xúc tác gi m và t c gi m h at tính xúc tác t ng +Xúc tác th ng m i TiO2 Degussa (18.7 % rutile 81.3% anatase) kh n ng xúc tác t t cho ph n ng quang oxy hóa ( chuy n hóa cao, gi m ho t tính xúc tác th p) K t qu nghiên c u ho t tính quang. .. gi p cho TiO2 ng anatase b n nhi t h n, sau khi x lý 550 0C l ng anatase trong xúc tác TiO2/ zeolit chuy n sang d ng rutile ít h n nhi u so v i xúc tác TiO2 5 Các h xúc tác th ng d ng cho ph n ng quang oxi hóa + Các ch t quang xúc tác th ng ph m TiO2 Degussa, TiO2 ST-01.Tuy nhiên qua k t qu nghiên c u, chúng tôi th y r ng trên xúc tác ST-01 gi m chuy n hóa c ng ch m h n so v i xúc tác Degussa Trên. .. th p h n ch t mang nh ng cao h n c a TiO2 t nhi u B m t riêng c a xúc tác ph thu c vào hàm l ng TiO2 , khi hàm l ng TiO2 ng di n tích b m t riêng (SBET ) gi m Khi nghiên c u ph XRD c a ba xúc tác K-1,K-2 và K-3 cho th y SiO2 và TiO2 n t i c p Các peak c tr ng cho TiO2 nh , cho th y TiO2 ho c t n t i pha vô nh hình ho c dang phân tán cao 3.5.2.H at xúc tác trong ph n ng quang oxi hóa c a xúc tác TiO2. .. so sánh hai xúc tác ASi 550 v i xúc tác A chúng tôi c ng th y lu ng c c t o thành th p h n m c dù l ng l ng ch t h p ph trên chúng cao n u này cho th y ch m t s p- xylene h p ph trên xúc tác kh n ng t o c c + i v i TiO2/ zeolit L ng c c t o thành trên xúc tác Az 450 cao h n so v i xúc tác Az 550, m c dù di n tích riêng c a xúc tác Az 550 l n h n Az 450 L ng c c t o thành trên xúc tác Az c ng ít... tính quang xúc tác TiO2 v i t l thành ph n (18.7 % rutile 81,3% anatase) trong pha khí t ra ph h p v i các nghiên c u ho t tính quang xúc tác c a TiO2 Degussa P 25 cho ph n ng oxihóa các ch t h u c trong pha n c c a các tác gi khác [17,18,19] 3 Vai trò c a ch t mang SiO2 : + Ch t mang SiO2 làm t ng di n tích b m t riêng c a xúc tác, do ó làm t ng s h p ph p- xylen + Ch t mang gi p cho TiO2 anatase... mg/l) và C H2O = 15,7 mg/l) c nh sau: t qu ph n ng quang oxy hóa p- xylen trên các h xúc tác TiO2 -Degussa và TiO2 ST- 01 mang trên que a thu tinh trong u ki n hàm l ng h i n c khác nhau c trình bày trong ng 17 B ng 17: quang oxi hóa chuy n hóa( X%) p- xylen sau 5 phút u (X5) và sau 30 phút (X30) trong ph n ng 400C trên các xúc tác TiO2 -Degussa và TiO2 ST- 01 mang trên que a thu tinh Hàm l 6,3 ng h i n... ng quang oxi hóa là ch y u vùng nhi t cao ( 2502800C) ph n ng nhi t là ch y u + H i n c vai trò quan tr ng trong ph n ng quang oxi hóa Nó dùng t o g c t do •OH th oxi hóa cao (2,8 V) l n g p 2,1 l n so v i clo ( 1,36 V )[20], là tác nhân cho ph n ng oxi hóa cho quá trình oxi hóa p – xylen, các h p ch t trung gian và c c thành CO2 + H2O L ng n c i u cho ph n ng quang oxi hóa cho các xúc tác TiO2. .. i TiO2 Khi nhi t t ng l ng c c t o thành t ng So sánh l ng c c t o thành trên các xúc tác 40 0C v i 2800C, th y r ng trên các xúc tác A l ng c c t ng 11,86 % u này th c gi i thích nh sau: khi nhi t t ng ph n ng nhi t chi m u th vì s hình thnh c c m nh do ph n ng nhi t + i v i TiO2/ SiO2 L ng c c t o thành trên xúc tác ASi450 cao h n so v i xúc tác ASi550, trong khi ó l ng ch t h p ph trên xúc tác . do phn ngnhit.3.3.2. Phn ng trên xúc tác TiO2/ SiO2mang trên que da thy tinh Kt qu phn ng quang oxyhóa p- xylen trên các h xúc tác TiO2và. chuyn hóa gim do s h p ph ca p- xylentrên xúc tác gim . Bng 6:  chuyn hóa p- xylen sau 5 phút u (X%) trong phn ng quang oxi hóa trên

Ngày đăng: 30/10/2012, 17:21

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan