Báo cáo nghiên cứu khoa học VỀ HIỆU ỨNG BÙ TRỪ TRONG PHẢN ỨNG KHỬ CHỌN LỌC NOX BẰNG C3H6 KHI CÓ MẶT OXI TRÊN XÚC TÁC Me/ZSM-5

Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nhiệt độ được biểu diễn qua hệ thức của Arrhenius: E RTk  k 0 .e(1)Trong đó: k là hằng số tốc độ phản ứng k0: thừa số trước hàm mũE : năng lượng hoạt hóa, T : nhiệt độ và R là hằng số khí.Theo hệ thức (1), khi xem xét 2 phản ứng có thể thấy rằng: phản ứng nào có năng lượng hoạt hóa lớn hơn phải có tốc độ phản ứng chậm hơn. Tuy nhiên trong thực tế có những phản ứng mặc dù có năng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học " VỀ HIỆU ỨNG BÙ TRỪ TRONG PHẢN ỨNG KHỬ CHỌN LỌC NOX BẰNG C3H6 KHI CÓ MẶT OXI TRÊN XÚC TÁC Me/ZSM-5 " VỀ HIỆU ỨNG BÙ TRỪ TRONG PHẢN ỨNG KHỬ CHỌN LỌC NOX BẰNG C3H6 KHI CÓ MẶT OXI TRÊN XÚC TÁC Me/ZSM-5 Lê Thanh Sơn, Đại học Huế Trần Văn Nhân, Đại học Quốc gia Hà Nội I. ĐẶT VẤN ĐỀ Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nhiệt độ được biểu diễn qua hệthức của Arrhenius: E  (1) RT k  k 0 .e Trong đó: k là hằng số tốc độ phản ứng k0: thừa số trước hàm mũ E : năng lượng hoạt hóa, T : nhiệt độ và R là hằng số khí. Theo hệ thức (1), khi xem xét 2 phản ứng có thể thấy rằng: phản ứng nàocó năng lượng hoạt hóa lớn hơn phải có tốc độ phản ứng chậm hơn. Tuy nhiêntrong thực tế có những phản ứng mặc dù có năng lượng hoạt hóa chênh lệch nhaunhiều nhưng tốc độ phản ứng lại không khác nhau đáng kể. Sự kiện đó chỉ có thểđược giải thích bởi ảnh hưởng của k0: phản ứng có tuy có năng lượng hoạt hóa Elớn nhưng vì k0 cũng lớn nên tốc độ phản ứng không có sự khác biệt. Nói khác 1đi, ở đây có sự đồng biến giữa E và k0. Đó là nội dung của hiệu ứng bù trừ đượcbiểu diễn qua công thức kinh nghiệm: (2) ln k 0  E   ỏ, õ là các hằng số. Hệ thức (2) được Constable đưa ra lần đầu tiên năm1925 [3] và được mộtsố tác giả có tên tuổi đánh giá cao. Schwab [4] cho đó là định luật thứ ba củađộng hoá học (sau định luật tác dụng khối lượng và định luật Arrhenius).Hinshelwood [2] cho đó là một định luật cơ bản của động hóa học. Nhiều tác giả đã đưa ra các cách giải thích khác nhau về hiệu ứng bù trừ [1].Chẳng hạn tác giả [5] đưa ra cách giải thích như sau: Định luật tác dụng khối lượng viết cho một phản ứng xúc tác dị thể là: r  k  Pi ni 0m  kf   ố và ố0 lần lượt là phần bề mặt bị che phủ và bề mặt tự do; ni và m là bậcphản ứng. Từ hệ thức (1) ta có: E ln k  ln k 0  RT E E hay (3) ln k 0  ln k   ln r  ln f    RT RT Vì E thường không biết nên khi tính k0 theo (3), thay vì E thực ta dùng Ebiểu kiến (Ebk) và nhận được ln k 0 bk : 2 E bk (4) (ln k 0 ) bk  ln r  ln f ( )  RTTừ (3) và (4) rút ra: E E ln k 0 bk  bk (5)  ln k 0  RT RTSo sánh (2) và (5) rút ra: E 1 và   ln k 0   RT RT 1Như vậy đường biểu diễn ln k 0 bk phụ thuộc Ebk có độ dốc   . (6) RT Các kết quả tính toán trên nhiều phản ứng hữu cơ [6] cho thấy có sự phùhợp giữa giá trị thực nghiệm và lý thuyết. Trong báo cáo này chúng tôi đưa ra cáckết quả nhận được khi khảo sát phản ứng khử NOx bằng C3H6 khi có mặt oxi. II. PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM II.1. Phương pháp điều chế xúc tác: Chúng tôi đã điều chế 17 mẫu xúc tác trong đó có 14 mẫu xúc tác đơn kimloại Me/ZSM-5 (Me: Cu, Co, Cr, Pd) với hàm lượng kim loại trên mỗi gamZSM-5 bằng 1.10-4, 2.10-4, 3.10-4, 4.10-4, 5.10-4 mol (ký hiệu ...