Đánh giá hoạt tính của ME/zeolit trong phản ứng phân hủy No

A crucial turn in the investigation on NO decomposition occured when Iwamoto et al [1] first found that copper-exchanged zeolites, in particular Cu-ZSM-5 zeolites, were effective catalysts for NO decomposition. These catalysts have been the object of the most active investigations ever since. Due to small pore size of zeolites, the reactant diffusion seems play an important part in the reaction kinetics. This article is aimed to evaluate the role of diffusion by means of activation energy of NO decomposition on Me/Zeolites ZSM-5 and mordenit.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đánh giá hoạt tính của ME/zeolit trong phản ứng phân hủy NoT¹p chÝ Hãa häc, T. 42 (4), Tr. 411 - 414, (2004) §¸nh gi¸ ho¹t tÝnh cña ME/zeolit trong ph¶n øng ph©n hñy NO §Õn Tßa so¹n 21-8-2003 TrÇn V¨n Nh©n , Lª Thanh S¬n2, Lª Thanh S¬n1, Khóc Quang §¹t1 1 1 Khoa Hãa häc, Tr êng §HKHTN, §HQG H% Néi 2 Khoa Hãa häc, §¹i häc khoa häc HuÕ Summary A crucial turn in the investigation on NO decomposition occured when Iwamoto et al [1] first found that copper-exchanged zeolites, in particular Cu-ZSM-5 zeolites, were effective catalysts for NO decomposition. These catalysts have been the object of the most active investigations ever since. Due to small pore size of zeolites, the reactant diffusion seems play an important part in the reaction kinetics. This article is aimed to evaluate the role of diffusion by means of activation energy of NO decomposition on Me/Zeolites ZSM-5 and mordenit. I - Më ®Çu II - Thùc nghiÖm ViÖc gi¶m thiÓu t¸c h¹i cña khÝ th¶i l mét KhÝ NO ®&îc ®iÒu chÕ tõ Cu v axit nitric,th¸ch thøc lín ®èi víi c¸c nh nghiªn cøu vÒ kho¶ng nång ®é nghiªn cøu kho¶ng 100 ppm.xóc t¸c b¶o vÖ m«i tr&êng [2, 3]. Trong c¸c chÊt Trén 0,1 - 0,2 g zeolit víi th¹ch anh ®Õn thÓg©y « nhiÔm kh«ng khÝ th× 3 chÊt ®&îc quan t©m tÝch V = 3 - 5 cm3 ®&îc ®Æt trong èng th¹ch anh.nhiÒu nhÊt l NOx, CO v HC (hi®rocacbon). Cho dßng chÊt ph¶n øng ®i qua víi tèc ®é dßngTrong 3 chÊt n y viÖc oxi hãa CO v HC dÔ thùc cì 400 cm3/min. §o ®é chuyÓn hãa ë 200 -hiÖn, cßn viÖc ph©n hñy NOx khã kh¨n h¬n. §Ó 500oC. Nång ®é NO tr&íc v sau ph¶n øng ®&îcph©n hñy (hoÆc khö) NOx cã thÓ dïng c¸c chÊt x¸c ®Þnh b»ng m¸y Testo 339 víi sens¬ ®iÖnxóc t¸c l kim lo¹i quÝ (Pt, Pd, Rh), c¸c oxit hãa, ®é chÝnh x¸c 1 - 2 ppm.baz¬ (V2O5, Fe2O3, CuO, Cr2O3...) v c¸c zeolit 1. KÕt qu¶trao ®æi kim lo¹i. Tõ ®é chuyÓn hãa ë c¸c nång ®é v nhiÖt ®é Trong b i b¸o n y tr×nh b y mét sè kÕt qu¶ kh¸c nhau ®b x¸c ®Þnh ®&îc tèc ®é ph¶n øng,thu ®&îc khi nghiªn cøu ph¶n øng ph©n hñy NO bËc ph¶n øng, h»ng sè tèc ®é v n¨ng l&îngtrªn 2 lo¹i zeolit trao ®æi víi kim lo¹i, Me/ZSM- ho¹t hãa. KÕt qu¶ tÝnh to¸n cho thÊy ph¶n øng5 v Me/mordenit víi Me = Cu2+ v Co2+. ViÖc ph©n hñy NO l bËc 1. H»ng sè tèc ®é km quy vÒchän 2 zeolit ZSM-5 v mordenit cã kÝch th&íc 1 gam zeolit v kn quy vÒ 1 mol kim lo¹i ëlç kh¸c nhau nh»m t×m hiÓu ¶nh h&ëng cña yÕu 400oC v n¨ng l&îng ho¹t hãa E cña c¸c mÉutè khuÕch t¸n trong mao qu¶n ®Õn ®éng häc cñaph¶n øng. xóc t¸c ®&îc tr×nh b y trong b¶ng 1. 411 B¶ng 1: H»ng sè tèc ®é ë 400oC v n¨ng l&îng ho¹t hãa E cña ph¶n øng ph©n hñy NO trªn xóc t¸c zeolit Me-ZSM-5 v Me-mordenit Sè mol MÉu L&îng Me/g NO, Kn, s-1. mol. xóc Th nh phÇn xóc t¸c Si/Al xóc t¸c, Km, s1.g-1 xóc t¸c ppm Me-1 10-4 t¸c g 10-4 Z1 Fe/ZSM-5 60 0,20 1,44 80 14,4 10,0 Z2 Fe/ZSM-5 47 0,20 3,25 117 20,4 6,2 Z3 Fe/ZSM-5 23 0,20 6,25 116 36,0 5,7 Z4 Co/ZSM-5 47 0,15 3,30 56 24,0 7,3 Z5 Co/ZSM-5 23 0,15 4,70 64 32,5 6,9 Z6 Cu/ZSM-5 47 0,10 1,00 100 11,0 11,2 Z7 Cu/ZSM-5 47 0,10 3,30 100 16,5 5,0 Z8 Cu/ZSM-5 23 0,10 6,00 200 18,0 3,0 Z13 H/mordenit 5 0,20 4,80 51 28,0 1,1 Z14 Co/mordenit 5 0,20 1,30 55 31,0 4,8 Z15 Cu/mordenit 5 0,20 2,00 57 36,0 3,6 Z16 Pd(0,1%) 0,50 0,09 52 14,3 152,0 La3+ (3,5%) -Al2O32. BiÖn luËn vÒ h»ng sè tèc ®é ph¶n øng xö lý khÝ th¶i (mÉu K16, b¶ng 1). Trong b¶ng 1, ë cét 7 v 8 l h»ng sè tèc ®é Tõ h×nh 1 v 2 cã thÓ ®Ò xuÊt c¸ch so s¸nhph©n hñy NO ë 400oC km, 400 (s-1.g-1) quy vÒ 1 ho¹t tÝnh cña c¸c xóc t¸c kh¸c nhau nh& sau:g xóc t¸c v kn, 400 (s-1.mol.Me-1) quy vÒ 1 mol 1. Chän cÊu tö cã ho¹t tÝnh cao h¬n ®Ó sokim lo¹i trong xóc t¸c. C¸c gi¸ trÞ km v kn tÝnh s¸nh. VÝ dô: §èi víi xóc t¸c Me/Zeolit hoÆctheo c«ng thøc (3) v (4). Me/Al2O3 th× chän kim lo¹i chuyÓn tiÕp Me ®Ó Trªn h×nh 1 tr×nh b y ®å thÞ km,400 phô thuéc so s¸nh. Trong tr&ê ...