Download Đề tài Nghiên cứu quá trình xử lí một số chất thải hữu cơ công nghiệp trên cơ sở xúc tác dị thể meso-TiO2
Quá trình thực hiện tương tự để điều chế tian oxit đa dạng mới TiO2, được đưa ra bởi Tornaux và cộng sự. Vật liệu được điều chế từ tiền chất K2Ti4O9 mà lần đầu được tổng hợp bởi phản ứng ở trạng thái rắn KNO3 (nguồn của K2O) và TiO2 ở 1000oC trong 2 ngày. Sau đó, nó thủy phân với axit nitric ở nhiệt độ phòng để tạo ra sản phẩm rắn có công thức H2Ti4O9•H2O. Giai đoạn cuối cùng là gia nhiệt vât liệu ở 500oC cho đến khi nó hết nước để đưa TiO2 vào, bỏ phần cấu trúc nguyên vẹn còn lai. Cấu trúc của TiO2(B) được tạo nên từ bat diện của TiO6, nhưng chúng liên kết theo những cách khác nhau để tạo nên các cấu trúc đa dạng của TiO2, rutin, anata, và brukit. Sơ đồ 1.6.2 mô tả qua trình trao đổi ion Na trên bề mặt của thành lỗ xốp. Hiệu ứng bền hóa của nhóm photphat đưa đưa ra. Sự di chuyển nhóm photphat bởi hydroxit không phá hủy cấu trúc mao quản trung bình. Hơn nữa, cầu nối oxi sinh ra được giả định là ích đẻ ngăn cấu trúc lỗ xốp sụp đổ.
++ Ai muốn tải bản DOC Đầy Đủ thì Trả lời bài viết này, mình sẽ gửi Link download cho!
Tính chất xúc tác và độ bền cũng được nghiên cứu tren hydrotanxit nung ở 250oC. với cùng chất xúc tác, quá trình khử Co trong dung dich cao hơn. Theo tài liệu 32, việc khử kim loại khối có thể do chelat của kim loại hoạt tính, Co và Ni, bởi sự hình thành của axit oxalic.
Các chất xúc tác triển vọng, Co(3 wt.%)/Al2O3-BaO, Co(1 wt.%)/Al2O3-BaO và Co(1 wt.%)/Al2O3 cũng được nghiên cứu qua 3 phản ứng oxi hóa phenol liên tiếp nhau. Phản ứng dừng lại sau 4h. Việc loại bỏ TOC bền và cao thu được với Co(3 wt.%)/Al2O3-BaO sau 3 lần tuần hoàn, quá trình oxy hóa phenol khá tốt trên xúc tác Co(1 wt.%)/Al2O3-BaO. Ngược lại, sự ít bền vững xuất hiện với mẫu Co(1 wt.%)/Al2O3 cho thấy độ giảm hoạt hóa sau 1 lần tuần hoàn, sau đó hoạt tính không thay đổi trong 3 lần chạy tiếp theo. Chất xúc tác chứa Co cũng được kiểm tra với quá trình oxi hóa đểl oại bỏ dung dịch lỏng naphtol màu xanh đen. Kết quả chỉ ra ưu điểm của Co(3 wt.%) Al2O3/BaO (loại bỏ TOC là 76% sau 4h)
Hình 1.4.1 Cấu trúc của naphtol màu xanh đen
Gần đây, quá trình ozon hóa hỗn hợp tyrosol, axit syring và axit gallic tỏng sự có mặt của chất xúc tác kiểu perovskite cũng được đưa ra.[1]
Hình 1.4.2: hỗn hợp phenolic đươc sử dụng trong [1]
Perovskite LaTi0.15Cu0.85O3 là chất xúc tác hoạt tính và bền trong quá trình ozon hóa để xử lý các hợp chất chịu nhiệt từ đó hướng tới ozon hóa không sử dụng xúc tác, trong khi nếu nước thải được làm sạch chứa các chất dễ dàng bị tấn công bởi ozon do vậy mà không cần thiết phải có xúc tác. Thực vậy, phenol là khá hoạt động với ozon phân tử vì thế không chất xúc tác nào cần để oxi hóa hợp chất này trong vài phút. Quá trình oxi hóa hỗn hợp phenol này thực hiện khi không có mặt và có mặt (1g/l) xúc tác. Sau 90 phút không có sự khác biệt về TOC bị loại bỏ. Giai đoạn này được theo dôiz bởi tốc độ thoát ra không đổi. sự có mặt của 2 bước khác biệt này được đánh giá là phản ứng ban đầu của hợp chất oxi hóa dễ dàng được sinh ra từ việc ozon tân công vao phân tử hợp chất gốc và sản phẩm trung gian đầu tiên. (nghía là quinon, hydroquinon, vòng không no ….). việc tích tụ các hợp chất chịu nhiệt ozon (axit pyruvic, axit ketomalonick, axit oxalic..) liên quan đến việc giảm hiệu suất và tốc độ của quá trình ozon hóa. Khoáng hóa là quá trình thích hợp với mọi nhiệt độ trong ki độ pH sử dụng là hiệu ứng tích cực khi giá trị tăng đến 11. Độ bền của chất xúc tác được kiểm tra bằng việc sử dụng lại liên tiếp chất rắn dưới cùng điều kiện hoạt động. Không thấy có sự giảm hoạt tính.
Giữa các nghiên cứu gần đây nhất, ozon hóa xúc tác axit oxalic trên cacbon hoạt tính được nghiên cứu. Vai trò của hóa học bề mặt của cacbon hoạt tính là phụ thuộc vào giá trị pH (pH khoảng từ 3 – 7). Kết quả tốt hơn thu được ở pH có tính axit. Mặc dù pH cao hơn làm tăng tốc độ phâ hủy ozon thành các chất hoạt tính hơn, trong môi trường axit axit oxalic là ái lực cao hơn hướng tới bề mặt cacbon hoạt tính và hấp phu trên cacbon là con đường trong ozon xúc tác. đề cập quá trình oxi hóa axit oxalic trên cacbon hoạt tính dẫn đến quá trình khoáng hóa hoàn toàn.
Xem xét quá trình ozon hóa xúc tác dị thể cho phép loại bỏ phenol tới một mức độ nào đó và cũng khoáng hóa các hợp chất.
1.5. Oxy hóa xúc tác không khí ẩm
Oxy hóa hơi ẩm, đầu tiên được thực hiện hơn 50 năm trước, sử dụng oxy hay không khí để oxy hóa hoàn toàn các chất hữu cơ thành cacbon dioxit và nước. Nó là quá trình làm sạch không liên quan đến bất kì tác nhân hóa học có hại nào tuy nhiên là quá trình không sử dụng xúc tác nên yêu cầu tiến hành oxy hóa hoàn toàn ở nhiệt độ và áp suất cao trong lượng thời gian thích hợp. Bởi vậy, giá thành hoạt động cao là nhược điểm của phản ứng này.
Việc sử dụng xúc tác (CWO) cải thiện lớn sự giảm chất ô nhiễm hữu cơ bằng sử dụng các điều kiện nhiệt độ và áp suất mềm hơn. Sự trông cậy vào chất xúc tác rắn thu được thuận lợi xa hơn so với quá trình xúc tác đồng thể, nói chung chất xúc tác dễ dàng thu hồi, tái sinh và sử dụng lại. Tuy nhiên, trong quá trình CWO sự bền vững của xúc tac dưới điều kiện hoạt động phải được kiểm tra một cách nghiêm ngặt. Thông số quan trọng khác trong quá trình oxi hóa là sự chuyển khối của oxy từ pha khí sang pha lỏng mà phụ thuộc vào nhiệt độ hoạt động. Nghiên cứu về ảnh hưởng của kích thước bình phản ứng và thiết kế bình phản ứng gần đây được nghiên cứu, tập trung vào quá trình oxy hóa xúc tác ẩm phenol và dẫn xuất của phenol.
So sánh với những nghiên cứu quá trình oxy hóa chất lỏng hữu cơ tinh khiết, vai nghiên cứu được thực hiện trong pha lỏng. Trong số chúng, một số báo cao giả quyết quá trình oxi hóa dung dịch phenol trên oxit kim loại chuyển tiếp trong khi đó môt số khác tập trung vào sử dụng kim loại hiếm trên chất xúc tác.
1.6 Xúc tác TiO2
Rất nhiều những ứng dụng của MCM – 41 được thực hiện trong lĩnh vực chất xúc tác. Các quá trình do những nhà nghiên cứu đầu tiên được đưa ra về tổng hợp vật liệu silica có kích thước mao quan trung bình và aluminosilicat dựa trên sự kết tinh của các vi hạt (mixen) trong pha vô cơ. Tuy nhiên, những kim loại chuyển tiếp tương tự nhau vẫn còn rất hiếm, mặc dù có nhiều thí nghiệm để đưa ra những phương pháp tổng hợp điều chế ra cấu trúc oxit kim loại chuyển tiếp dạng mao quản trung bình. Nhược điểm quan trọng nhất trong ứng dụng oxit kim loại chuyển tiếp có mao quản trung bình là độ bền nhiệt thấp, diện tích bề mặt bé, phương pháp tổng hợp dài dòng, cơ chế hình thành và thành phần bề mặt là không rõ ràng. Chất lượng của vật liệu mao quản trung bình phụ thuộc chủ yếu vào điều kiện tổng hợp, ví dụ lựa chọn tiền chất kim loại và chất hoạt động bề mặt sẽ xác định độ bền tương tác giữa kim loại và chất hoạt động bề mặt, phương pháp để loại bỏ mẫu, nhiệt độ nung v.v…
Phương pháp tam giác dựa trên chất hoạt động bề mặt được sử dụng thành công trong tổng hợp ra niobium oxit và tantalum oxit có mao quản trung bình và sự tương tác lớn giữa tiền chất vô cơ và chất hoạt động bề mặt (liên kết cộng hóa trị) được đánh giá là một trong những yêu cầu cần thiết để được vật liệu mao quan trung bình có chất lượng cao. Chúng ta đã cố gắng lưa chọn tiền chất kim loại và chất hoạt động bề mặt phù hợp, và để điều chế hợp chất hóa trị thì đó phải là những tiền chất lý tưởng cho Titan oxit mao quản trung bình chất lượng cao. Ngăn ngừa cấu trúc xốp bị phá vỡ ở nhiệt độ nung cao là yếu tố quan trọng nhất trong...
Download Đề tài Nghiên cứu quá trình xử lí một số chất thải hữu cơ công nghiệp trên cơ sở xúc tác dị thể meso-TiO2 miễn phí
Quá trình thực hiện tương tự để điều chế tian oxit đa dạng mới TiO2, được đưa ra bởi Tornaux và cộng sự. Vật liệu được điều chế từ tiền chất K2Ti4O9 mà lần đầu được tổng hợp bởi phản ứng ở trạng thái rắn KNO3 (nguồn của K2O) và TiO2 ở 1000oC trong 2 ngày. Sau đó, nó thủy phân với axit nitric ở nhiệt độ phòng để tạo ra sản phẩm rắn có công thức H2Ti4O9•H2O. Giai đoạn cuối cùng là gia nhiệt vât liệu ở 500oC cho đến khi nó hết nước để đưa TiO2 vào, bỏ phần cấu trúc nguyên vẹn còn lai. Cấu trúc của TiO2(B) được tạo nên từ bat diện của TiO6, nhưng chúng liên kết theo những cách khác nhau để tạo nên các cấu trúc đa dạng của TiO2, rutin, anata, và brukit. Sơ đồ 1.6.2 mô tả qua trình trao đổi ion Na trên bề mặt của thành lỗ xốp. Hiệu ứng bền hóa của nhóm photphat đưa đưa ra. Sự di chuyển nhóm photphat bởi hydroxit không phá hủy cấu trúc mao quản trung bình. Hơn nữa, cầu nối oxi sinh ra được giả định là ích đẻ ngăn cấu trúc lỗ xốp sụp đổ.
++ Ai muốn tải bản DOC Đầy Đủ thì Trả lời bài viết này, mình sẽ gửi Link download cho!
Tóm tắt nội dung:
u 1 h thì TOC loại được là 16% sau đó tăng lên 42% sau 4h. Phản ứng oxi hóa có Co(1 wt.%)Al2O3 và Co(1%)/Al2O3-BaO loại TOC cao hơn (sau 4h tương ứng lần lượt là 55% và 57%). Co(3 wt.%)/Al2O3BaO vẫn cho kết quả tốt hơn. Sau 1h, loại được 39% và sau 4h đạt được 74%. Cuối cung, chúng tui kiểm tra 2 hydrotanxit. Theo cấu trúc lớp riêng việc hoàn trả tâm hoạt tính là dễ dàng thực hiện, và quá trình chuyển hóa oxy là tốt. Nguyên liệu CoNiAl chỉ thấy hoạt tính cao nhất, sau 4h phản ứng loại được 90% TOC tuy nhiên sau 4h lượng ion Ni2+ phản ứng được phát hiện trong dung dịch. Việc giảm đáng kể hoạt tính của CoMgAlTính chất xúc tác và độ bền cũng được nghiên cứu tren hydrotanxit nung ở 250oC. với cùng chất xúc tác, quá trình khử Co trong dung dich cao hơn. Theo tài liệu 32, việc khử kim loại khối có thể do chelat của kim loại hoạt tính, Co và Ni, bởi sự hình thành của axit oxalic.
Các chất xúc tác triển vọng, Co(3 wt.%)/Al2O3-BaO, Co(1 wt.%)/Al2O3-BaO và Co(1 wt.%)/Al2O3 cũng được nghiên cứu qua 3 phản ứng oxi hóa phenol liên tiếp nhau. Phản ứng dừng lại sau 4h. Việc loại bỏ TOC bền và cao thu được với Co(3 wt.%)/Al2O3-BaO sau 3 lần tuần hoàn, quá trình oxy hóa phenol khá tốt trên xúc tác Co(1 wt.%)/Al2O3-BaO. Ngược lại, sự ít bền vững xuất hiện với mẫu Co(1 wt.%)/Al2O3 cho thấy độ giảm hoạt hóa sau 1 lần tuần hoàn, sau đó hoạt tính không thay đổi trong 3 lần chạy tiếp theo. Chất xúc tác chứa Co cũng được kiểm tra với quá trình oxi hóa đểl oại bỏ dung dịch lỏng naphtol màu xanh đen. Kết quả chỉ ra ưu điểm của Co(3 wt.%) Al2O3/BaO (loại bỏ TOC là 76% sau 4h)
Hình 1.4.1 Cấu trúc của naphtol màu xanh đen
Gần đây, quá trình ozon hóa hỗn hợp tyrosol, axit syring và axit gallic tỏng sự có mặt của chất xúc tác kiểu perovskite cũng được đưa ra.[1]
Hình 1.4.2: hỗn hợp phenolic đươc sử dụng trong [1]
Perovskite LaTi0.15Cu0.85O3 là chất xúc tác hoạt tính và bền trong quá trình ozon hóa để xử lý các hợp chất chịu nhiệt từ đó hướng tới ozon hóa không sử dụng xúc tác, trong khi nếu nước thải được làm sạch chứa các chất dễ dàng bị tấn công bởi ozon do vậy mà không cần thiết phải có xúc tác. Thực vậy, phenol là khá hoạt động với ozon phân tử vì thế không chất xúc tác nào cần để oxi hóa hợp chất này trong vài phút. Quá trình oxi hóa hỗn hợp phenol này thực hiện khi không có mặt và có mặt (1g/l) xúc tác. Sau 90 phút không có sự khác biệt về TOC bị loại bỏ. Giai đoạn này được theo dôiz bởi tốc độ thoát ra không đổi. sự có mặt của 2 bước khác biệt này được đánh giá là phản ứng ban đầu của hợp chất oxi hóa dễ dàng được sinh ra từ việc ozon tân công vao phân tử hợp chất gốc và sản phẩm trung gian đầu tiên. (nghía là quinon, hydroquinon, vòng không no ….). việc tích tụ các hợp chất chịu nhiệt ozon (axit pyruvic, axit ketomalonick, axit oxalic..) liên quan đến việc giảm hiệu suất và tốc độ của quá trình ozon hóa. Khoáng hóa là quá trình thích hợp với mọi nhiệt độ trong ki độ pH sử dụng là hiệu ứng tích cực khi giá trị tăng đến 11. Độ bền của chất xúc tác được kiểm tra bằng việc sử dụng lại liên tiếp chất rắn dưới cùng điều kiện hoạt động. Không thấy có sự giảm hoạt tính.
Giữa các nghiên cứu gần đây nhất, ozon hóa xúc tác axit oxalic trên cacbon hoạt tính được nghiên cứu. Vai trò của hóa học bề mặt của cacbon hoạt tính là phụ thuộc vào giá trị pH (pH khoảng từ 3 – 7). Kết quả tốt hơn thu được ở pH có tính axit. Mặc dù pH cao hơn làm tăng tốc độ phâ hủy ozon thành các chất hoạt tính hơn, trong môi trường axit axit oxalic là ái lực cao hơn hướng tới bề mặt cacbon hoạt tính và hấp phu trên cacbon là con đường trong ozon xúc tác. đề cập quá trình oxi hóa axit oxalic trên cacbon hoạt tính dẫn đến quá trình khoáng hóa hoàn toàn.
Xem xét quá trình ozon hóa xúc tác dị thể cho phép loại bỏ phenol tới một mức độ nào đó và cũng khoáng hóa các hợp chất.
1.5. Oxy hóa xúc tác không khí ẩm
Oxy hóa hơi ẩm, đầu tiên được thực hiện hơn 50 năm trước, sử dụng oxy hay không khí để oxy hóa hoàn toàn các chất hữu cơ thành cacbon dioxit và nước. Nó là quá trình làm sạch không liên quan đến bất kì tác nhân hóa học có hại nào tuy nhiên là quá trình không sử dụng xúc tác nên yêu cầu tiến hành oxy hóa hoàn toàn ở nhiệt độ và áp suất cao trong lượng thời gian thích hợp. Bởi vậy, giá thành hoạt động cao là nhược điểm của phản ứng này.
Việc sử dụng xúc tác (CWO) cải thiện lớn sự giảm chất ô nhiễm hữu cơ bằng sử dụng các điều kiện nhiệt độ và áp suất mềm hơn. Sự trông cậy vào chất xúc tác rắn thu được thuận lợi xa hơn so với quá trình xúc tác đồng thể, nói chung chất xúc tác dễ dàng thu hồi, tái sinh và sử dụng lại. Tuy nhiên, trong quá trình CWO sự bền vững của xúc tac dưới điều kiện hoạt động phải được kiểm tra một cách nghiêm ngặt. Thông số quan trọng khác trong quá trình oxi hóa là sự chuyển khối của oxy từ pha khí sang pha lỏng mà phụ thuộc vào nhiệt độ hoạt động. Nghiên cứu về ảnh hưởng của kích thước bình phản ứng và thiết kế bình phản ứng gần đây được nghiên cứu, tập trung vào quá trình oxy hóa xúc tác ẩm phenol và dẫn xuất của phenol.
So sánh với những nghiên cứu quá trình oxy hóa chất lỏng hữu cơ tinh khiết, vai nghiên cứu được thực hiện trong pha lỏng. Trong số chúng, một số báo cao giả quyết quá trình oxi hóa dung dịch phenol trên oxit kim loại chuyển tiếp trong khi đó môt số khác tập trung vào sử dụng kim loại hiếm trên chất xúc tác.
1.6 Xúc tác TiO2
Rất nhiều những ứng dụng của MCM – 41 được thực hiện trong lĩnh vực chất xúc tác. Các quá trình do những nhà nghiên cứu đầu tiên được đưa ra về tổng hợp vật liệu silica có kích thước mao quan trung bình và aluminosilicat dựa trên sự kết tinh của các vi hạt (mixen) trong pha vô cơ. Tuy nhiên, những kim loại chuyển tiếp tương tự nhau vẫn còn rất hiếm, mặc dù có nhiều thí nghiệm để đưa ra những phương pháp tổng hợp điều chế ra cấu trúc oxit kim loại chuyển tiếp dạng mao quản trung bình. Nhược điểm quan trọng nhất trong ứng dụng oxit kim loại chuyển tiếp có mao quản trung bình là độ bền nhiệt thấp, diện tích bề mặt bé, phương pháp tổng hợp dài dòng, cơ chế hình thành và thành phần bề mặt là không rõ ràng. Chất lượng của vật liệu mao quản trung bình phụ thuộc chủ yếu vào điều kiện tổng hợp, ví dụ lựa chọn tiền chất kim loại và chất hoạt động bề mặt sẽ xác định độ bền tương tác giữa kim loại và chất hoạt động bề mặt, phương pháp để loại bỏ mẫu, nhiệt độ nung v.v…
Phương pháp tam giác dựa trên chất hoạt động bề mặt được sử dụng thành công trong tổng hợp ra niobium oxit và tantalum oxit có mao quản trung bình và sự tương tác lớn giữa tiền chất vô cơ và chất hoạt động bề mặt (liên kết cộng hóa trị) được đánh giá là một trong những yêu cầu cần thiết để được vật liệu mao quan trung bình có chất lượng cao. Chúng ta đã cố gắng lưa chọn tiền chất kim loại và chất hoạt động bề mặt phù hợp, và để điều chế hợp chất hóa trị thì đó phải là những tiền chất lý tưởng cho Titan oxit mao quản trung bình chất lượng cao. Ngăn ngừa cấu trúc xốp bị phá vỡ ở nhiệt độ nung cao là yếu tố quan trọng nhất trong...