Đồ Án Nghiên cứu chuyển hoá cao lanh thành vật liệu zeolit/MQTB

Đề tài: Nghiên cứu chuyển hoá cao lanh thành vật liệu zeolit/MQTB

Mở đầu
Trong khoảng nửa thế kỷ qua, một loại vật liệu vô cơ với cấu trúc tinh thể đã được tổng hợp, đó là zeolit. Zeolit là các aluminosilicat tinh thể, một loại vật liệu vi mao quản có kích thước đồng đều, có bề mặt riêng và dung lượng trao đổi cation lớn, khả năng hấp phụ tốt, hoạt tính xúc tác và độ chọn lọc cao, lại rất bền cơ, bền nhiệt và có thể tái sinh.
Với các đặc tính quý giá này, zeolit được ứng dụng rộng rãi làm chất hấp phụ, xúc tác và trao đổi ion trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu khoa học và công nghệ mà các vật liệu như than hoạt tính, nhựa hữu cơ, cacbon rây phân tử . không thể đáp ứng được. Do vậy, các zeolit được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là trong công nghiệp lọc dầu, hóa dầu, tổng hợp hữu cơ, bảo vệ môi trường
Tuy nhiên, zeolit lại bị hạn chế trong quá trình hấp phụ và xúc tác đối với các phân tử có kích thước lớn (>13Ǻ) do hạn chế sự khuyếch tán trong hệ thống mao quản. Từ nhu cầu thực tế đó năm 1992 các nhà nghiên cứu hãng Mobil đã công bố phát minh tổng hợp họ vật liệu mao quản trung bình (MQTB) M41S dựa trên khả năng tạo cấu trúc MQTB của chất hoạt động bề mặt (HĐBM). Từ đó nhiều họ vật liệu MQTB đã được tổng hợp thành công. Những vật liệu này hứa hẹn nhiều ứng dụng trong xúc tác, hấp phụ, đặc biệt là với những quá trình có sự tham gia của phân tử lớn. Tuy nhiên trên thực tế ứng dụng của vật liệu này còn rất hạn chế do cấu trúc thành mao quản dạng vô định hình nên tính axít yếu, kém bền nhiệt, bền thuỷ nhiệt.
Gần đây đã xuất hiện hướng nghiên cứu tập trung vào họ vật liệu zeolit/MQTB nhằm khắc phục nhược điểm của cả hai họ vật liệu trên. Loại vật liệu này có cấu trúc mao quản đồng đều hình mao quản chứa cấu trúc zeolit nên hoạt tính xúc tác cao lại rất bền nhiệt, bền thuỷ nhiệt.
Trong đồ án này em xin trình bày hướng nghiên cứu tổng hợp họ vật liệu zeolit/MQTB chứa mầm zeolit Beta từ cao lanh. Ở Việt Nam chưa thấy có một công trình nghiên cứu nào về loại vật liệu này, đặc biệt là từ cao lanh. Bởi vậy nghiên cứu chuyển hoá cao lanh thành vật liệu zeolit/MQTB vừa có ý nghĩa lý thuyết vừa có ý nghĩa thực tiễn, mở ra khả năng sản xuất có hiệu quả các nguồn cao lanh sẵn có và rẻ tiền ở Việt Nam.


MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU
Chương 1 TỔNG QUAN
I.1. Vật liệu mao quản trung bỡnh
I.1.1. Giới thiệu về vật liệu MQTB
I.1.2. Phõn loại vật liệu MQTB
I.1.3. Tổng hợp và cơ chế hỡnh thành
I.1.4. Sự hỡnh thành cỏc cấu trỳc MQTB
I.1.5. Khống chế kích thước mao quản
I.1.6. Vật liệu MQTB thay thế một phần Si trong mạng lưới
I.1.7. Vật liệu MQTB khụng chứa Si
I.1.8. Ứng dụng vật liệu MQTB
I.2. Vật liệu MQTB chứa cấu trỳc zeolit
I.2.1. Giới thiệu
I.2.2. Tổng hợp vật liệu MQTB từ mầm zeolit
I.2.3. Các phương pháp đặc trưng cho cấu trúc MQTB
I.3. Giới thiệu về zeolit
I.3.1. Khỏi niệm về cấu trỳc zeolit
I.3.2. Phõn loại zeolit
I.3.3. Cấu trỳc zeolit beta
I.3.4. Ứng dụng của zeolit beta
I.4. Giới thiệu về cao lanh
I.4.1. Thành phần húa học
I.4.2. Cấu trỳc tinh thể
I.4.3. Tính chất trao đổi ion

Chương 2 KỸ THUẬT THƯC NGHIỆM
II.1. Nguyờn liệu và hoỏ chất
II.2. Tổng hợp
II.3. Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc
II.3.1. Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen
II.3.2. Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ, nhả hấp phụ N2
II.3.3. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua ( TEM)
II.3.4. Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại (IR)
II.3.5. Phương pháp phân tớch nhiệt (TGA và DSC)
II.3.6. Phương phỏp khử hấp phụ ammoniac theo chương
trỡnh nhiệt độ (TPD-NH3)

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
III.1. Kết quả phổ nhiễu xạ tia X
III.2. Kết quả đẳng nhiờt hấp phụ N2
III.3. Ảnh hiển vi điện tử truyền qua TEM
III.4. Phổ hấp thụ hồng ngoại IR
III.5. Khử hấp phụ theo trương trỡnh nhiệt độ (TPD-NH3)

KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO