Luận án tiến sĩ nghiên cứu tổng hợp vật liệu xúc tác quang trên cơ sở ag ti al m

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- TRẦN THỊ HOA NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU QUANG XÚC TÁC TRÊN CƠ SỞ Ag, Ti/Al-MCM-41 ĐIỀU CHẾ TỪ BENTONITE ỨNG DỤNG ĐỂ XỬ LÝ LƯU HUỲNH TRONG NHIÊN LIỆU LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÀ NỘI - 2022 an an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com mo BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- TRẦN THỊ HOA NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU QUANG XÚC TÁC TRÊN CƠ SỞ Ag, Ti/Al-MCM-41 ĐIỀU CHẾ TỪ BENTONITE ỨNG DỤNG ĐỂ XỬ LÝ LƯU HUỲNH TRONG NHIÊN LIỆU LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học Mã số: 9.01 Người hướng dẫn khoa học: 1.TS Phạm Xuân Núi 2.TS Đặng Tuyết Phương HÀ NỘI - 2022 an an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com mo LỜI CAM ĐOAN Đây là kết quả nghiên cứu của riêng tôi và không trùng lặp với bất kỳ công trình khoa học nào khác. Kết quả của các số liệu là trung thực, trong số đó có một số kết quả được sử dụng là kết quả chung của nhóm nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Phạm Xuân Núi, Trường Đại học Mỏ - Địa chất và PGS.TS Đặng Tuyết Phương, Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2022 Tác giả luận án Trần Thị Hoa i an an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com mo LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên cho phép tôi được gửi lời cảm ơn chân thành cùng sự cảm phục và kính trọng tới PGS. Phạm Xuân Núi và PGS.

Đặng Tuyết Phương những người thầy, cô đã tận tâm hướng dẫn, định hướng khoa học để luận án được hoàn thành, luôn luôn động viên khích lệ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo cùng các cán bộ trong Viện Hóa học và đặc biệt là tập thể cán bộ, nhân viên phòng Hóa học Bề mặt - Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã quan tâm giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu thực hiện luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám đốc cùng các cán bộ phòng Đào tạo Học viện Khoa học Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ, nhân viên, nhóm nghiên cứu- Bộ môn Lọc-Hóa dầu, Khoa Dầu khí, Trường đại học Mỏ - Địa chất đã luôn giúp đỡ, ủng hộ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cũng như những đóng góp về chuyên môn cho tôi trong suốt quá trình thực hiện và bảo vệ luận án.

Tôi xin chân thành cảm ơn Đảng ủy, Ban Giám hiệu Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì, lãnh đạo Khoa Công nghệ Hóa học-Môi trường và các đồng nghiệp trong Khoa Công nghệ Hóa học-Môi trường đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Cuối cùng tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc nhất đến gia đình, người thân và bạn bè đã luôn quan tâm, khích lệ, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận án này. Tác giả luận án Trần Thị Hoa ii an an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com mo MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. ii MỤC LỤC.

iii DANH MỤC HÌNH. viii DANH MỤC BẢNG. xiii KÝ HIỆU TỪ VIẾT TẮT. xiv MỞ ĐẦU.

Các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh trong nhiên liệu. Các phương pháp xử lý hợp chất chứa lưu huỳnh trong nhiên liệu. Vật liệu xúc tác quang TiO2. Vật liệu xúc tác quang Ag-AgBr.

Vật liệu mao quản trung bình MCM-41. Cấu trúc vật liệu mao quản trung bình MCM-41. Các điều kiện tổng hợp vật liệu MCM-41. Nguồn nguyên liệu tổng hợp vật liệu mao quản trung bình MCM-41.

Xúc tác quang trên cơ sở chất mang MCM-41. Khoáng sét bentonite Việt Nam. Các phương pháp tổng hợp vật liệu composite trên cơ sở Al-MCM-41. Phương pháp sol-gel.

Phương pháp lắng đọng hơi hóa học (CVD). Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về PTC ứng dụng trong xử lý SCOC trong nhiên liệu. Tình hình nghiên cứu trên thế giới .33 iii an an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail. Tình hình nghiên cứu trong nước về phản ứng tách loại lưu huỳnh trong nhiên liệu.

THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Hóa chất và dụng cụ. Dụng cụ cho quá trình tổng hợp và đánh giá hoạt tính xúc tác. Các qui trình tổng hợp vật liệu.

Quy trình tinh chế bentonite. Tách nguồn Si/Al từ bentonite bằng phương pháp kiềm chảy. Quy trình tổng hợp vật liệu Al-MCM-41 từ bentonite. Tổng hợp vật liệu Al-MCM-41 chứa titanium.

Tổng hợp TiO2/Al-MCM-41 bằng phương pháp tẩm. Tổng hợp Ti-Al-MCM-41 bằng phương pháp trực tiếp. Tổng hợp vật liệu Ag-TiO2/Al-MCM-41. Tổng hợp vật liệu Ag-AgBr/Al-MCM-41.

Các phương pháp đặc trưng vật liệu. Nhiễu xạ tia X (XRD). Hấp thụ tử ngoại–khả kiến (UV–Vis). Tán sắc năng lượng tia X (EDX).

Hiển vi điện tử quét (SEM). Hiển vi điện tử truyền qua (TEM). Đẳng nhiệt hấp phụ - giải hấp phụ nitrogen (BET). Quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS).

Phổ hồng ngoại FT- IR. Phương pháp sắc kí. Sắc kí khí-khối phổ (GC-MS) .56 iv an an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail. Sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC).

Phương pháp đánh giá hoạt tính PTC. Xác định bằng HPLC. Xác định bằng phổ hấp thụ UV - Vis. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

Kết quả tinh chế bentonite thô. Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) của bentonite. Phổ IR của bentonite sau tinh chế. Ảnh SEM bentonite sau tinh chế.

Tổng hợp Al-MCM-41 từ bentonite. Tách tiền chất Si/Al từ bentonite bằng phương pháp kiềm chảy. Khảo sát yếu tố ảnh hưởng tới cấu trúc vật liệu Al-MCM-41 sử dụng nguồn alumino-silicate từ bentonite. Ảnh hưởng tỷ lệ mol CTABr/(Si+Al).

Ảnh hưởng của môi trường pH. Ảnh hưởng thời gian già hóa gel. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung. Đặc trưng vật liệu Al-MCM-41.

Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD). Ảnh SEM và TEM. Đường đẳng nhiệt hấp phụ - giải hấp phụ N2. Đặc trưng cấu trúc và hoạt tính xúc tác của vật liệu Al-MCM-41 chứa titanium.

Đặc trưng của vật liệu Al-MCM-41 chứa titanium. Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) .72 v an an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail. Đường đẳng nhiệt hấp phụ-giải hấp phụ N2. Phổ UV-Vis.

Đánh giá hoạt tính xúc tác quang trong quá trình chuyển hóa DBT. Đặc trưng và hoạt tính xúc tác quang của vật liệu nanocomposite Ag- TiO2/Al-MCM-41. Đặc trưng của vật liệu Ag-TiO2/Al-MCM-41. Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD).

Ảnh SEM và TEM của vật liệu 0,1Ag-TiO2/Al-MCM-41. Phổ EDX của vật liệu 0,1Ag-TiO2/Al-MCM-41. Đường đẳng nhiệt hấp phụ-giải hấp phụ N2 của vật liệu 0,1Ag-TiO2/Al- MCM-41. Phổ XPS vật liệu 0,1Ag-TiO2/Al-MCM-41.

Phổ UV-Vis. Đánh giá hoạt tính xúc tác quang của vật liệu nanocomposite Ag- TiO2/Al-MCM-41. Đặc trưng và hoạt tính xúc tác quang của vật liệu nanocomposite Ag- AgBr/Al-MCM-41. Đặc trưng của vật liệu Ag-AgBr/Al-MCM-41.

Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD). Ảnh SEM và TEM của vật liệu Ag-AgBr/Al-MCM-41. Phổ EDX của vật liệu 40%Ag-AgBr/Al-MCM-41. Đường đẳng nhiệt hấp phụ-giải hấp phụ N2.

Phổ UV-Vis của vật liệu Ag-AgBr/Al-MCM-41 .102 vi an an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail. Phổ phát quang PL của các mẫu vật liệu Ag-AgBr/Al-MCM-41. Đánh giá hoạt tính xúc tác của vật liệu Ag-AgBr/Al-MCM-41 .111 ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN .112 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ .113 TÀI LIỆU THAM KHẢO .132 vii an an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com mo (LUAN.lieu DANH MỤC HÌNH Hình 1. Cấu trúc hóa học của SCOC trong dầu thô [4].

Tiêu chuẩn về chỉ số SCF trên thế giới [43]. Cấu trúc tinh thể của các dạng thù hình của TiO2 [71]. Sự loại NO3− trên (a) vật liệu TiO2, (b) Ag/TiO2, (c) Au/TiO2, và (d) Pd-Cu/TiO2 [89]. Biểu diễn sơ đồ nguyên lý xúc tác quang (PTC) trên vật liệu (a) TiO2 và (b) N-TiO2 [81].

Cơ chế hình thành và cơ chế xúc tác của xúc tác TiO2/C pha tạp Fe, N [97]. Sơ đồ minh họa cơ chế của vật liệu xúc tác quang (PTC) Ag-TiO2 [98]. Cơ chế phân hủy chất ô nhiễm của vật liệu Ag-AgBr/Al-MCM41 [31]. Cơ chế xúc tác quang của vật liệu Ag@AgBr/CaTiO3 [34].

Cấu trúc của VLMQTB MCM-41 [102]. Cơ chế hấp phụ MB trên vật liệu MCM-41 và Fe-MCM-41 [105]. Cấu trúc 2D lục giác của vật liệu MCM-41 [109]. Cơ chế hình thành MCM-41 [99].

Sơ đồ quá trình tổng hợp MCM-41 từ TEOS [105]. Sơ đồ quá trình tổng hợp Al- MCM41 từ đất sét tự nhiên [92]. Cấu trúc tinh thể của MMT [132]. Sơ đồ tổng hợp vât liệu bằng phương pháp lắng đọng pha hơi hóa học [134].

Những bước vận chuyển cơ bản trong quy trình PECVD. Sơ đồ quá trình oxy hóa loại lưu huỳnh. Hình minh họa quá trình oxy hóa PTC của DBT/BT với chất oxy hóa và chiếu tia UV xúc tác bởi TiO2 [15]. Sơ đồ tinh chế bentonite Di Linh [92].lieu viii an an tien si TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com mo (LUAN.

Quy trình điều chế silic từ Bentonite Di Linh. Hình ảnh các mẫu trong quá trình điều chế nguồn silic (a) Mẫu bentonite kiềm chảy, (b) Nguồn silicate cho quá trình tổng hợp Al-MCM-41. Sơ đồ quy trình tổng hợp Al-MCM-41. Ảnh mẫu vật liệu Al-MCM-41 sau tổng hợp.

Quy trình tổng hợp vật liệu TiO2/Al-MCM-41. Qui trình chuẩn bị sol titanium. Quy trình tổng hợp vật liệu Ag-TiO2/Al-MCM-41. Sơ đồ lò phản ứng cho quá trình lắng đọng hóa học.

Sơ đổ bước chuyển năng lượng của các electron trong phân tử. Mối quan hệ giữa cường độ vạch phổ Aλ và nồng độ chất Cx. Phổ hồng ngoại FT- IR. Sơ đồ thiết bị sắc kí lỏng hiệu năng cao.

Đường chuẩn mẫu nhiên liệu mô hình, (a) đường chuẩn 0,05–5 ppm, (b) đường chuẩn 5–500 ppm. Phổ UV-Vis của DBT ở các nồng độ 300 ppm, 250 ppm, 200 ppm, 150 ppm, 100 ppm, 50 ppm. Đường chuẩn xác định nồng độ dibenzothiophene (DBT). Giản đồ XRD của bentonite trước tinh chế (a) và sau tinh chế (b).

Phổ hồng ngoại IR của các vật liệu bentonite sau tinh chế. SEM của bentonite sau tinh chế .