Nghiên cứu điều chế hệ xúc tác Ni-Ce/Al2O3 ứng dụng trong phản ứng phân hủy trực tiếp NOx

Đề tài tiến hành nghiên cứu khả năng sử dụng các hệ xúc tác trên cơ sở Ni, Ce mang trên hệ chất mang BaO/y-Al2O3 để phân hủy trực tiếp NOx. Các xúc tác được tổng hợp theo phương pháp kết tủa lắng đọng Ni, Ce và Ba từ các muối nitrat tương ứng. Các mẫu xúc tác đều được phân tích đặc trưng tính chất hóa lý bằng các phương pháp XRD, hấp phụ N2 và SEM-EDX.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu điều chế hệ xúc tác Ni-Ce/Al2O3 ứng dụng trong phản ứng phân hủy trực tiếp NOx TAÏP CHÍ KHOA HOÏC ÑAÏI HOÏC SAØI GOØN Soá 2 (27) - Thaùng 3/2015 NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ HỆ XÚC TÁC Ni-Ce/Al2O3 ỨNG DỤNG TRONG PHẢN ỨNG PHÂN HỦY TRỰC TIẾP NOx LÊ PHÚC NGUYÊN (*) ĐỖ QUANG THẮNG (**) TÓM TẮT Đề tài tiến hành nghiên cứu khả năng sử dụng các hệ xúc tác trên cơ sở Ni, Ce mang trên hệ chất mang BaO/-Al2O3 để phân hủy trực tiếp NOx. Các xúc tác được tổng hợp theo phương pháp kết tủa lắng đọng Ni, Ce và Ba từ các muối nitrat tương ứng. Các mẫu xúc tác đều được phân tích đặc trưng tính chất hóa lý bằng các phương pháp XRD, hấp phụ N2 và SEM-EDX. Mẫu xúc tác cho độ chuyển hóa NOx cao nhất tương ứng với hàm lượng Ce là 10%. Hàm lượng Ce cao hơn hay thấp hơn đều làm giảm độ chuyển hóa NOx. Kết quả thu được cho thấy đã điều chế được vật liệu xúc tác trên cơ sở Ni, Ce và Ba phân tán tốt trên nền -Al2O3 và mẫu có hoạt tính tốt nhất đạt độ chuyển hóa NOx 67,2% ở nhiệt độ350°C. Từ khoá: Ni-Ce, CeO2, BaO, xúc tác phân hủy trực tiếp NOx ABSTRACT NOx removal was studied using Ni, Ce supported on BaO/-Al2O3 catalyst to direct NOx decomposition. The catalysts were prepared by deposition of Ni, Ce, Ba over -Al2O3. In addition, the catalysts were characterized by XRD, N2 adsorption and SEM-EDX. The catalyst with highest NOx conversion is 10% Ce. The higher or lower Ce loading both decrease NOx conversion. The results indicated that Ni, Ce và Ba was highly dispersed on the surface of the support -Al2O3 and the best catalyst was the sample prepared with the best NOx conversion of 67,2% at 350°C. Keywords: Ni- Ce, CeO2, BaO, direct NOx decomposition catalyst 1. GIỚI THIỆU* Nam là một trong những nước bị ô nhiễm Hiện nay ở nước ta, vấn đề quan trắc môi trường không khí nghiêm trọng do lưu chất lượng không khí và đánh giá tải lượng lượng ô tô, xe máy, số lượng phương tiện khí thải hầu như chưa được chú trọng đúng giao thông vận tải và nhà máy gia tăng khá mức. nhanh từ hơn 10 năm qua. Trong đó hoạt Dù thông số đo đạc chưa được đầy đủ động giao thông vận tải, là những nguồn nhưng nhiều chuyên gia đã đánh giá Việt chính gây ô nhiễm không khí ở đô thị chiếm tỷ lệ khoảng 70% [2,5,8]. (*) Hơn nữa, biến đổi khí hậu cũng đặt ra TS, Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển chế biến Dầu khí, Viện Dầu khí Việt Nam các thách thức mới cho việc kiểm soát ô (**) ThS, Trường Đại học Thủ Dầu Một nhiễm không khí, bảo vệ sức khỏe cộng 22 đồng và giảm thiểu thiệt hại kinh tế ở đất Ni(NO3)2 và Ce(NO3)3 được hòa tan với nước ta trong tương lai [5,8]. lượng nước vừa đủ. Khối lượng các muối Theo báo cáo môi trường Quốc gia được tính toán sao cho %BaO trong mẫu 2007 của Ba Lan, đối với sự phát thải NOx, xúc tác là 10%, %Ni là 15% và lượng Ce tỷ thì các phương tiện giao thông đóng góp lệ phần trăm với khối lượng xúc tác là 5%, khoảng 55% [5]. Có một số phương pháp 10%, 15%. xử lý NOx với sự tác động của xúc tác như Cho đồng thời dung dịch của các muối sử dụng hệ xúc tác NOx-trap [4,6,9], hệ xúc Ba(NO3)2, Ni(NO3)2 và Ce(NO3)3 vào tác khử chọn lọc NOx SCR-NOx [12] hay becher chứa -Al2O3. Dùng dung dịch NH3 thông qua con đường phân hủy nhiệt trực để điều chỉnh dung dịch đạt pH = 10 và giữ tiếp NOx [3,7,10,11]. Trong các phương ổn định trong 30 phút ở nhiệt độ 600C. Sau pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường do khí đó nâng nhiệt độ để cô cạn dung dịch. Chất thải động cơ gây ra thì phương pháp xử lý rắn sau khi cô cạn được cho vào tủ sấy NOx thông qua con đường phân hủy nhiệt khoảng 12 giờ, trước khi đem khử với H2 ở trực tiếp vẫn luôn thu hút nhiều sự quan 550°C trong 4 giờ. tâm vì không cần dùng thêm một chất khử Các mẫu xúc tác chứa Ni, CeO2 và và kim loại quý nào cả. Các chuyên gia hy BaO mang trên -Al2O3 được kí hiệu là vọng rằng phương pháp xử lý NOx mới 15NixCeBa/Al (với x là phần trăm khối được phát triển này, sẽ sản xuất nhiều sản lượng Ce so với khối lượng xúc tác). phẩm xử lý khí thải rẻ tiền, góp phần hữu 2.2 Phương pháp khảo sát cấu trúc, ích trong việc bảo vệ môi trường ở Việt hình thái, thành ph ...