Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp vật liệu mao quản Al-MCM -41 từ khoáng sét bentonite để hấp phụ dibenzothiophen

Nghiên cứu tiến hành tổng hợp vật liệu Al-MCM-41 từ nguồn khoáng bentonite sẵn có ở Việt Nam. Sử dụng các phương pháp phân tích thành phần hóa học, cấu trúc, khoảng cách cơ bản, diện tích bề mặt của vật liệu bằng các phương pháp phân tích hóa lý hiện đại như: EDX, XRD, BET, TEM, SEM và XPS.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp vật liệu mao quản Al-MCM -41 từ khoáng sét bentonite để hấp phụ dibenzothiophen NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP VẬT LIỆU MAO QUẢN Al-MCM -41 TỪ KHOÁNG SÉT BENTONITE ĐỂ HẤP PHỤ DIBENZOTHIOPHEN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ STUDYING FACTORS AFFECTING TO SYNTHESIS OF MESOPOROUS MATERIAL AL-MCM-41 FROM BENTONITE MINERAL FOR DIBENZOTHIOPHENE ADSORPTION Trần Thị Hoa*, Đàm Thị Thanh Hương, Vũ Đình Ngọ, Nguyễn Thị Kim Dung Khoa Công nghệ Hóa học và Môi trường, Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì Tóm tắt: Nghiên cứu tiến hành tổng hợp vật liệu Al-MCM-41 từ nguồn khoáng bentonite sẵn có ở Việt Nam. Sử dụng các phương pháp phân tích thành phần hóa học, cấu trúc, khoảng cách cơ bản, diện tích bề mặt của vật liệu bằng các phương pháp phân tích hóa lý hiện đại như: EDX, XRD, BET, TEM, SEM và XPS. Sử dụng vật liệu Al-MCM-41 cho quá trình hấp phụ các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh trong nhiên liệu. Khảo sát trên mẫu nhiên liệu “mô hình” chứa dibenzothiophene (DBT), sử dụng phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến (UV-Vis) để xác định nồng độ của DBT trong nhiên liệu trước và sau quá trình hấp phụ. Kết quả cho thấy hiệu suất hấp phụ của vật liệu đạt 70,1%. Từ khóa: Vật liệu mao quản Al-MCM-41, khoáng sét bentonite, hấp phụ dibenzothiophene. Abstract: Keywords: Mesoporous Al-MCM-41, bentonite mineral, dibenzothiophene adsorption. 1. GIỚI THIỆU Vật liệu mao quản trung bình MCM-41 có thể được giải quyết bằng cách kết hợp Al vào mao quản hình lục lăng, trật tự, đường kính cấu trúc vật liệu MCM-41 để hình thành các từ 2 - 10nm, diện tích bề mặt từ 600 – 1000 tâm axit Bronsted để nâng cao khả năng hấp m2/g [1], có các vi mao quản trong cấu trúc phụ của vật liệu MCM-41 [5]. Hơn nữa, sử và được ứng dụng làm chất hấp phụ [2], xúc dụng nguồn silica tự nhiên để tạo vật liệu thân tác [1], tách [2] và năng lượng [3]. Các nguồn thiện với môi trường thay cho các nguyên silicat truyền thống được sử dụng để tổng hợp liệu đắt tiền trong tổng hợp MCM-41. Vì vậy, vật liệu MCM-41 bao gồm natri silicat, cần tìm kiếm các nguyên liệu rẻ hơn để chế nguồn organosilicate như tạo vật liệu Al-MCM-41. Một số vật liệu như tetramethylorthosilicate (TMOS) hoặc tro bay [6], quặng sắt, sepiolite và bentonite tetraetylorthosilicate (TEOS), thủy tinh hữu [7],… đã được nghiên cứu để tổng hợp các cơ [4]. Tuy nhiên, nhược điểm của những tiền vật liệu Al-MCM-41. Bởi vì, việc tổng hợp chất này là độc hại, chi phí của nguyên vật chất hấp phụ Al-MCM-41 sẽ tận dụng nguồn liệu cao và MCM-41 tổng hợp từ tiền chất khoáng sét tự nhiên để hấp phụ các hợp chất này tính axit và tính oxi hóa thấp [9] nên khả chứa lưu huỳnh trong nhiên liệu làm giảm Email: hoachc@gmail.com năng ứng dụng không cao. Hạn chế này có thiểu ô nhiễm môi trường. ĐẶC SAN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ / SỐ 2 NĂM 2021 3 Mesoporous Al-MCM-41 were synthesized successfully by combining the sol-gel method and hydrothermal treatment from the available Bentonite mineral source in Vietnam. The synthesized materials were well characterized by EDX, XRD, BET, TEM, SEM and XPS. Using Al-MCM-41 material for the adsorption of sulfur- containing organic compounds in fuel. Survey on a 'model' fuel sample containing dibenzothiophene (DBT) and use ultraviolet-visible absorption spectroscopy (UV-Vis) to determine the concentration of DBT in the fuel before and after the adsorption process. The results showed that the adsorption efficiency of the material reached 70.1%. * TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT TRÌ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 2. THỰC NGHIỆM Tiến hành khảo sát pH lần lượt bằng 5, 7 và 10. 2.1. Hóa chất, nguyên liệu Tiến hành khảo sát thời gian già hóa mẫu Bentonite Di Linh, Ninh Thuận; acetonitrile trong bình teflon ở 100 oC lần lượt là 12, 24, (CH3CN); cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), dibenzothiophene 99% (Aldrich), 36 h. acetic acid, hydroperoxide 30% và NaOH Tiến hành khảo sát nhiệt độ nung ở 550 oC, (Trung Quốc). 600 oC, 650 oC. 2.2. Quy trình điều chế 2.3. Các phương pháp đặc trưng 2.2.1. Quy trình tinh chế bentonite Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) đo trên máy HUT- PCM D8 Advance (Đức). Ảnh hiển vi Lấy 10 gam bentonite thô cho vào trong 1 lít điện tử quét (SEM) và hiển vi điện tử truyền nước cất. Sử dụng cánh khuấy, khuấy liên tục qua (TEM) được chụp trên máy JEM 1010- trong 24 giờ, sau đó để lắng hỗn hợp trong 2 JEOL. Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) ngày, gạn lấy phần giữa (dịch đất sét) của hỗn và được ghi nhận trên thiết bị phân tích JED- hợp đã được để lắng. Phần dịch đất sét được lọc 2300 Analysis Station. Tính chất bề mặt của và sấy khô ở 100oC thu được bentonite tinh. ...