Tối ưu thành phần xúc tác CuO Và CuO + CeO2 mang trên Al2O3 cho phản ứng oxi hóa sâu p-XYLEN

Để tránh tương tác mạnh giữa đồng với nhôm oxit, tạo thành pha aluminat không có hoạt tính và tăng độ bền nhiệt của các xúc tác hệ CuO/Al2O3, trong bài báo này nghiên cứu sử dụng @-Al2O3 làm chất mang cho xúc tác CuO và CuO biến tính bằng CeO2 cho phản ứng oxi hóa sâu p-xylen. Đồng thời khảo sát ảnh hưởng của SO2 đến hoạt tính xúc tác.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tối ưu thành phần xúc tác CuO Và CuO + CeO2 mang trên Al2O3 cho phản ứng oxi hóa sâu p-XYLENT¹p chÝ Hãa häc, T. 45 (§B), Tr. 25 - 32, 2007TèI ¦U THµNH PHÇN XóC T¸C CuO Vµ CuO + CeO2 MANG TR£N -Al2O3 CHO PH¶N øNG OXI HãA S¢U p-XYLEN §Õn Tßa so¹n 15-11-2007 L u CÈm Léc, Ho ng TiÕn C êng, NguyÔn TrÝ ViÖn C«ng nghÖ Hãa häc, ViÖn KH&CN ViÖt Nam summary Twelve catalysts on the basis of CuO, CuO + CeO2, supported on -Al2O3 have been prepared. The content of CuO and CeO2 were changed in intervals of 2 - 16wt% and 0,5 - 3wt%, correlatively. Physico-chemical properties of catalysts were determined and oxidation of p-xylene has been investigated. The optimal content of CuO and CeO2 in catalysts for p-xylene oxidation is 8wt% and 1wt%, correlatively. CeO2 increased the oxidizing p-xylene activity and reduced the poisoning ability of SO2 towards the active centers. The poison of SO2 to these catalysts is reversible. I - §ÆT VÊN §Ò trªn c¬ së ®ång oxit ®#îc biÕn tÝnh b»ng CeO2 khiÕn cho ph¶n øng oxi hãa – khö diÔn ra theo §ång oxit mang trªn nh«m oxit l mét trong c¬ chÕ Mars – Van Krevelen t¨ng, do ®ã, ®.nh÷ng hÖ xóc t¸c c¬ b¶n cho ph¶n øng oxi hãa. kÝch ho¹t m¹nh ph¶n øng oxi hãa CO. Sù liªnTrong c¸c c«ng tr×nh tr#íc ®©y cña chóng t«i [1 kÕt gi÷a Cu v Ce khiÕn cho tÝnh khö cña ®ång- 3] ®. x¸c ®Þnh ®#îc th nh phÇn tèi #u cña c¸c tèt h¬n, dÉn tíi t¨ng ho¹t ®é oxi hãa CO v p-xóc t¸c trªn c¬ së CuO mang trªn chÊt mang - xylen [7].Al2O3 v ®#îc biÕn tÝnh b»ng Cr2O3 hoÆc CeO2 §Ó tr¸nh t#¬ng t¸c m¹nh gi÷a ®ång víicho ph¶n øng oxi hãa s©u CO v p-xylen. §èi nh«m oxit, t¹o th nh pha aluminat kh«ng cãvíi ph¶n øng oxi hãa ho n to n p-xylen c¸c xóc ho¹t tÝnh v t¨ng ®é bÒn nhiÖt cña c¸c xóc t¸c hÖt¸c ®¬n oxit kim lo¹i CuO, Cr2O3 mang trªn - CuO/Al2O3 trong b i b¸o n y nghiªn cøu söAl2O3 cã h m l#îng tèi #u l 10% khèi l#îng, dông -Al2O3 l m chÊt mang cho xóc t¸c CuOt#¬ng øng víi 4,8 v 5,2% mol/100 m2 chÊt v CuO biÕn tÝnh b»ng CeO2 cho ph¶n øng oximang, phï hîp víi kÕt qu¶ cña c¸c t¸c gi¶ [4]. hãa s©u p-xylen. §ång thêi kh¶o s¸t ¶nh h#ëngTheo kÕt qu¶ cña Per-Olof Larsson [5], thªm cña SO2 ®Õn ho¹t tÝnh xóc t¸c.CeO2 v o xóc t¸c CuO/TiO2 l m t¨ng ho¹t ®éoxi hãa CO, c¸c ancol v ete. Vai trß cña CeO2 II - THùC NGHIÖMtrong tr#êng hîp n y l l m t¨ng ho¹t tÝnh cña®ång oxit. KÕt qu¶ nghiªn cøu cña chóng t«i [6] -Al2O3 ®#îc ®iÒu chÕ b»ng c¸ch nung®. x¸c ®Þnh ®#îc h m l#îng CeO2 trong hÖ xóc -Al2O3 ë 1200oC trong 3 giê. KÕt qu¶ ph©n tÝcht¸c 10%CuO/ -Al2O3 l 20% v cho thÊy thªm phæ XRD cho thÊy trong ®iÒu kiÖn n y -Al2O3CeO2 l m gi¶m CuO khèi lín v trªn bÒ mÆt xóc chuyÓn ho n to n th nh -Al2O3. C¸c xóc t¸ct¸c bªn c¹nh c¸c t©m CuO liªn kÕt víi CeO2,cßn tån t¹i ®ång aluminat ë d¹ng ph©n t¸n cao. oxit kim lo¹i ®#îc mang trªn -Al2O3 b»ngViÖc t¨ng tÝnh linh ®éng cña oxi trong xóc t¸c ph#¬ng ph¸p tÈm #ít tõ c¸c muèi 25Cu(NO3)2.3H2O v Ce(NO3)3.6H2O C¸c xóc t¸c víi nång ®é p-xylen (Cxyl) v oxi (CO2) trongbiÕn tÝnh ®#îc ®iÒu chÕ b»ng ph#¬ng ph¸p tÈm dßng khÝ nguyªn liÖu t#¬ng øng l 0,34 v®ång thêi. Quy tr×nh ®iÒu chÕ xóc t¸c t#¬ng tù 10,5%mol. §Ó kh¶o s¸t ¶nh h#ëng cña hîp chÊtnh# trong [1 - 3]. BÒ mÆt riªng cña c¸c mÉu xóc l#u huúnh ®Õn ho¹t ®é xóc t¸c ®#a v o hçn hîpt¸c ®#îc x¸c ®Þnh b»ng ph#¬ng ph¸p hÊp phô ph¶n øng SO2 víi nång ®é (CSO2) 0,0735%. TècBET, tr¹ng th¸i pha cña chóng ®#îc x¸c ®Þnhb»ng ph#¬ng ph¸p nhiÔu x¹ tia X (XRD), ®Æc ®é thÓ tÝch cña dßng khÝ tæng l V = 10.680 h-1.®iÓm khö v t#¬ng t¸c cña c¸c cÊu tö trong Hçn hîp ph¶n øng ®#îc ph©n tÝch trªn m¸y s¾cth nh phÇn xóc t¸c ®#îc nghiªn cøu b»ng ký khÝ Aligent Technologies 6890 Plus, ®etect¬ph#¬ng ph¸p khö theo ch#¬ng tr×nh nhiÖt ®é FID víi cét mao qu¶n HP-1 Methyl Siloxane cã(TPR) t#¬ng tù nh# trong [3]. chiÒu d i 30m, ®#êng kÝnh ngo i l 0,32 mm. Tr#íc khi tiÕn h nh ph¶n øng c¸c mÉu xóc III - KÕT QU¶ V TH¶O LUËNt¸c ®#îc ho¹t hãa ë 450oC trong 4 giê víi tèc ®édßng kh«ng khÝ l 10.680 h-1. Oxi hãa p-xylen 1. TÝnh chÊt lý hãa cña xóc t¸c®#îc kh¶o s¸t trong vïng nhiÖt ®é 300 - 390oC; B¶ng 1: Th nh phÇn, ký hiÖu v diÖn tÝch bÒ mÆt riªng (SBET) cña chÊt mang v c¸c xóc t¸c ®#îc ®iÓu chÕ, nhiÖt ®é khö cùc ®¹i (Tmax) v diÖn tÝch ®Ønh khö cùc ®¹i (Smax) cña c¸c xóc t¸c (tèc ®é gia nhiÖt 10oC/phót) ...