Thạc Sĩ Nghiên cứu quá trình quá trình đưa chất mang lên chất nền để chế tạo xúc tác xử lý khí thải động cơ

Tên luận án: Nghiên cứu quá trình quá trình đưa chất mang lên chất nền để chế tạo xúc tác xử lý khí thải động cơ đốt trong
Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học Mã số: 62520301
Nghiên cứu sinh: Phạm Thị Mai Phương
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Lê Minh Thắng
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
TÓM TẮT KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN
1. Đã thực hiện tổng hợp chất nền cordierite từ các nguyên liệu sẵn có trong nước như cao lanh, nhôm oxit và magie oxit công nghiệp bằng phương pháp thiêu kết cổ điển. Để làm tăng diện tích bề mặt và khả năng liên kết của chất nền cordierite- chất mang, một số phụ gia như cacbon hoạt tính, cellulose được thêm vào hỗn hợp nguyên liệu trước khi nung. Tuy diện tích bề mặt, và lỗ xốp được cải thiện nhưng lại làm giảm độ bền cơ của sản phẩm. Do vậy, chất nền cordierite được xử lý bề mặt bằng axit HCl 36% trước khi sử dụng cho quá trình đưa chất mang lên chất nền.
2. Đã xử lý bề mặt của chất nền kim loại để làm giảm góc thấm ướt, tăng khả năng liên kết chất mang – chất nền, trước khi đưa chất mang lên chất nền.
3. Các chất mang γ-Al2O3, Ce0.2Zr0.8O2 và AlCe0.2Zr0.05O2 được tổng hợp thành công. Chât mang γ-Al2O3 được tổng hợp từ boehmite và có diện tích bề mặt là 207m2/g. Chất mang Ce0.2Zr0.8O2 và AlCe0.2Zr0.05O2 được tổng hợp bằng phương pháp đồng kết tủa rồi già hóa ở nhiệt độ cao. Kết quả phân tích cho thấy Ce0.2Zr0.8O2 có cấu trúc meso và diện tích bề mặt là 90.7 m2/g, còn AlCe0.2Zr0.05O2 với sự hỗ trợ của chất hoạt động bề mặt SDS có diện tích bề mặt là 397 m2/g.
4. Đã nghiên cứu các phương pháp đưa chất mang lên chất nền như suspension (huyền phù), hybrid deposition (tạo sol kết dính), in situ solid combustion (mang trực tiếp) , secondary growth on seeding (mang thứ cấp trên mầm kết tinh), the double depositions (mang hai lần) với sự kết hợp của phương pháp ngâm tẩm và phương pháp huyền phù. Phương pháp huyền phù và phương pháp mang trực tiếp đều tạo ra lớp phủ dầy nhưng lại dễ bị bong ra khỏi bề mặt chất nền. Phương pháp tạo sol kết dính và phương pháp mang thứ cấp từ mầm kết tinh thì hàm lượng vật liệu đưa lên rất ít. Trong các phương pháp nghiên cứu, phương pháp mang hai lần cho những kết quả tốt khi tạo ra lớp phủ dầy, bám dính tốt trên bề mặt của chất nền.
5. Đã chế tạo xúc tác ba chức năng hoàn chỉnh bao gồm MnO2-Co3O4-NiO2/ Ce0.2Zr0.8O2/ Cordierite, MnO2-Co3O4-CeO2/ chất mang (γ-Al2O3, Ce0.2Zr0.8O2, AlCe0.2Zr00.05O2)/ chất nền (cordierite, FeCr) và nghiên cứu hoạt tính của xúc tác bằng phản ứng vi dòng để tìm ra xúc tác tốt nhất trước khi lắp ráp bộ xúc tác vào xe máy để xử lý khí thải trực tiếp từ ống xả động cơ.
6. Đã chế tạo bộ xúc tác hoàn chỉnh MnO2-Co3O4-CeO2/, AlCe0.2Zr00.05O2/ cordierite tổ ong và lắp ráp vào dòng xe có bộ phun xăng điện tử và bộ chế hòa khí để nghiên cứu khả năng xử lý khí thải thực tế của bộ xúc tác. Kết quả cho thấy, bộ xúc tác có khả năng xử lý tốt đối với dòng xe có bộ phun xăng điện tử