Luận văn thạc sĩ: Tổng hợp vật liệu tổ hợp trên cơ sở TiO2-carbon nano để khử lưu huỳnh sâu phân đoạn do

Chia sẻ: Sdfas Vfdtg | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

120
lượt xem 18
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tổng hợp vật liệu tổ hợp trên cơ sở TiO2-carbon nano để khử lưu huỳnh sâu phân đoạn do, nhằm đánh giá khả năng khử lưu huỳnh của xúc tác.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn thạc sĩ: Tổng hợp vật liệu tổ hợp trên cơ sở TiO2-carbon nano để khử lưu huỳnh sâu phân đoạn do

1 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG PH M NHƯ PHƯƠNG T NG H P V T LI U T H P TRÊN CƠ S TiO2-CARBON NANO Đ KH LƯU HUỲNH SÂU PHÂN ĐO N DO Chyên nghành : Công ngh hóa h c Mã s : 60.52.75 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Đà N ng - Năm 2011
2 Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Ngư i hư ng d n: TS. NGUY N ĐÌNH LÂM Ph n bi n 1: PGS.TS. PH M NG C ANH Ph n bi n 2: TS. NGUY N VĂN DŨNG Lu n văn ñư c b o v t i H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p th c sĩ k thu t h p t i ñ i h c Đà N ng vào ngày 29 tháng 10 năm 2011 Có th tìm hi u lu n văn t i: - Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h c Đà N ng - Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng
3 M Đ U 1. Tính c p thi t c a ñ tài Nhiên li u Diesel (DO) là m t lo i nhiên li u mà hi n nay trên th gi i s d ng r t ph bi n. Phân ño n DO có kho ng nhi t ñ sôi t 250 ñ n 350oC, ch a các hydrocarbon có s cácbon t C16 ñ n C20, C21, t i phân ño n này hàm lư ng các ch t ch a các nguyên t S, N, O tăng nhanh. Trong ñó các ch t ch a lưu huỳnh làm cho nhiên li u x u ñi, vì khi cháy chúng t o ra SO2, SO3 gây ăn mòn m nh; ngoài ra các h p ch t c a lưu huỳnh khi phân hu t o ra c n r t c ng bám vào pistong, xylanh và hơn th SO2, SO3 khi thoát ra trong khí th i s gây ô nhi m môi trư ng. Vì nh ng lý do trên trong nh ng năm g n ñây hàm lư ng lưu huỳnh trong DO ñư c quy ñ nh ngày càng th p, hi n nay hàm lư ng lưu huỳnh cho phép Vi t Nam ≤ 500 mg/kg. Vi c lo i b DBT và d n xu t c a nó trong nhiên li u DO g p nhi u khó khăn do ñó ñã có nhi u nghiên c u trên th gi i v v n ñ này. Tuy nhiên, hi n nay v n chưa có m t phương pháp nào t ra hi u qu cao. Hi n nay, cùng v i s phát tri n m nh m c a công ngh nano mà ñ c trưng là carbon nano ñã m ra nhi u hư ng nghiên c u m i v v n ñ này. Trên cơ s ñó, chúng tôi ñăng ký th c hi n ñ tài: “T ng h p v t li u t h p trên cơ s TiO2-Carbon nano ñ kh lưu huỳnh sâu phân ño n DO”. 2. M c ñích nghiên c u Tìm ra ñư c phương pháp, quy trình t ng h p xúc tác trên cơ s TiO2-Carbon nano. Đánh giá kh năng kh lưu huỳnh c a xúc tác.
4 3. Đ i tư ng và phương pháp nghiên c u (xem m c 2.1) 4. Phương pháp nghiên c u - Kính hi n vi ñi n t quét (SEM), kính hi n vi ñi n t truy n qua (TEM) ñ ñánh giá nguyên li u (TiO2, Carbon nano tube – CNT, và t h p xúc tác thu ñư c); - Nhi u x tia X (XRD) ñ ki m tra giãn ñ c a TiO2 thương m i, quang hoá TiO2 - CNT sau khi nung; - Phân tích nhi t (TGA) ñ tìm ra gi n ñ nung t i ưu cho xúc tác; - Ph h ng ngo i bi n ñ i Fourrier (FT-IR) ñánh giá peak ñ c trưng cho dao ñ ng c a nhóm >SO2 trong các h p ch t sulfone; - Phân tích hàm lư ng lưu huỳnh ñ ñánh giá hi u qu c a xúc tác. 5. Ý nghĩa khoa h c và th c ti n c a ñ tài Nghiên c u tìm ra phương pháp, quy trình t ng h p xúc tác là v t li u t h p TiO2 - nano carbon, ñ nh hình có c u trúc v t li u và ñánh giá kh năng kh các h p ch t ch a lưu huỳnh d ng Sulfone trong DO. T ñó có th ng d ng trong vi c lo i b h p ch t ch a lưu huỳnh trong DO ñ gi m t i ña hàm lư ng lưu huỳnh nh m ñáp ng yêu c u c a công ngh và môi trư ng. 6. C u trúc c a lu n văn Ngoài ph n m ñ u, k t lu n và ki n ngh và tài li u tham kh o, ph l c, trong lu n văn g m có các chương như sau : Chương 1: T ng quan Chương 2: Đ i tư ng và phương pháp nghiên c u Chương 3: K t qu và th o lu n
5 CHƯƠNG 1 T NG QUAN 1.1. Đ i cương v xúc tác quang hóa d th 1.1.1. Gi i thi u v xúc tác quang hoá S xúc tác quang hóa ñư c hi u là s làm thay ñ i v n t c c a m t ph n ng hóa h c hay s khơi mào dư i s tác ñ ng c a tia c c tím, tia kh ki n hay h ng ngo i v i s có m t c a m t ch t – ch t xúc tác quang hóa – ñã h p th ánh sáng và kéo theo trong s chuy n hóa hóa h c c a các ph n ng ñ ng hành. 1.1.2. Nguyên lý S xúc tác quang hóa d th là m t quá trình ph c t p, là ñ tài c a nhi u nghiên c u. Cũng như t t c các quá trình có ch a các ph n ng pha d th , quá trình xúc tác quang hóa có th ñư c chia làm 5 giai ño n : 1. chuy n các phân t ch t ph n ng ñư c phân tán trong dòng t i b m t c a ch t xúc. 2. H p ph các phân t ch t ph n ng trên b m t c a ch t xúc tác. 3. Ph n ng trên b m t c a pha b h p ph 4. Gi i h p ph các s n. 5. Đưa các s n ph m tách xa kh i b m t ti p xúc dòng/ch t xúc. 1.1.3. Titan dioxyt (TiO2) * Gi i thi u Các nhà khoa h c ñã ng d ng các tính ch t quang hóa này ñ lo i b oxit nitơ trong khói th i c a các nhà máy ñi n; h cũng nghiên c u các phương ti n ñ khai thác các xúc tác môi trư ng này ñ x lý các phát th i c a xe ch y b ng nhiên li u diesel. Titan dioxyt là m t ch t bán d n có năng lư ng vùng c m cao. Năm 1972, Fujishima và Honda ñã khám tính ch t quang hóa
6 c a TiO2 [15]. T ñó, các nhà khoa h c ñã th c hi n nhi u nghiên c u chuyên sâu ñ n m ñư c quá trình cơ b n và ñ tăng cư ng hi u qu hi u qu xúc tác quang hóa c a TiO2. * Các ñ c trưng c a Titan dioxyt [3] Đ c tính v t lý c a TiO2, nh ng tính ch t cơ h c và v t lý c a Titan dioxyt ñư c t ng k t trong b ng sau: B ng 1.1 Titan dioxyt Công th c hóa h c TiO2 Phân t lư ng 79.9 3 T tr ng, g/cm at 300 K 4.25 Nhi t ñ nóng ch y, K 2090 Nhi t dung riêng, cal/(g K) at 298 K 0.17 Band gap, eV 3.2 Tính hòa tan trong nư c Không * Đ c tính c u trúc c a TiO2 Titan dioxyt là m t ch t bán d n, t n t i dư i nhi u hình d ng c u trúc khác nhau. Titan dioxyt t n t i d ng c u trúc tinh th hai d ng thù hình chính là anatase và rutile. * Đ c tính h p thu ánh sáng c a TiO2. Như chúng ta ñã bi t ch t xúc tác quang hóa h p ph nh ng tia sáng n m trong vùng UV. Tia UV có năng lư ng l n hơn nhi u so v i năng lư ng c a các tia kh ki n và tia h ng ngo i. 1.2. Gi i thi u v Carbon nano tube 1.2.1. CNT ñơn l p, ña l p C u trúc c a SWNTs ñư c xem như m t t m Graphen hoàn h o, cu n l i thành m t hình tr , chú ý r ng nh ng vòng l c giác li n m ch v i nhau và v i hai ñ u là hai chóp c u, m i chóp c u là m t n a fullerenes v i ñư ng kính thích h p.
7 ng CNTs nhi u vách như là do nhi u ng ñơn l ng vào nhau, ñư ng kính ng to nh t bên ngoài c 2 ñ n 25 nm, ng r ng gi a ñư ng kính c 1 ÷ 8 nm, kho ng cách gi a các vách ng nhi u vách c 0,34 nm. Chi u dài m i ng có th t vài trăm nanomet ñ n micromet. Như v y ng CNTs có nhi u lo i. Lo i ñơn l p (Single Wall Nanotubes-SWNTs), ña l p (Multi Wall Nanotubes - MWNTs). 1.2.3. Các d ng CNTs khác CNTs d ng hình ch Y (Y shaped), CNTs có c u trúc như ñ t tre (Bamboo – like structure), CNTs có ñ u hình mũi nh n (Cone Shape End Caps), CNTs d ng ñ u hình côn. 1.2.4. Các tính ch t c a các v t li u carbon nano * Tính ch t cơ h c ng CNTs r t b n: theo tr c ng, ng Nano có su t Young r t l n, có ñ b n cơ khí r t cao kh năng ch u nén, kéo, ñàn h i, u n, c t có th g i là vô cùng do chi u dài ng là vô cùng l n, do ñó r t thích h p cho các v t li u ñòi h i tính d hư ng . * Tính ch t ñi n Các CNTs có ñư ng kính nh s là bán d n hay kim lo i. Đ d n ñi n khác nhau là do c u trúc phân t gây ra b i s khác nhau c a các nhóm c u trúc và theo ñó là s khác nhau v ñ chênh l ch m c năng lư ng. D dàng nh n th y r ng ñ d n ñi n ph thu c nhi u vào s s p x p c a t m Graphen. * Đ ho t ñ ng quang h c Các nghiên c u lý thuy t ñã cho th y r ng ñ quang ho t c a ng nano chiral s bi n m t n u ñư ng kính ng nano tr nên l n hơn. Đ quang ho t có th s gây ra 1 s k t qu t t trong thi t b quang h c trong ñó ng nano ñóng 1 vai trò quan tr ng.
8 * Đ ho t ñ ng hoá h c Đ ho t ñ ng hoá h c c a SWNTs là do tính b t ñ i x ng c a Orbital-π do s u n cong c a t m Graphit. Vì v y, ph i phân bi t rõ thân và n p c a ng nano, chúng có ñ ho t ñ ng hoá h c khác nhau (là do s u n cong này). 1.2.5. Các ng d ng c a Carbon nanotube Carbon nanotubes ñã thu hút nhi u chú ý c a toàn th gi i v i nh ng thu c tính duy nh t c a nó mà ñang d n t i nhi u ng d ng ñ y h a h n, nh ng ng d ng ñã ñư c báo cáo. 1.2.6. Các phương pháp s n xu t carbon nanotubes Phương pháp ñ u tiên ñ s n xu t là qua h quang ñi n , nhưng phương pháp ñư c ưu chu ng nh t là phương pháp K t t hóa h c trong pha hơi – Chemical Vapor Deposition (CVD). 1.3. Lưu huỳnh trong d u m và các quá trình kh lưu huỳnh 1.3.1. Các h p ch t ch a lưu huỳnh trong d u m Trên 250 h p ch t khác nhau c a S ñư c tìm th y trong d u m , trong ñó S t n t i trong các ph n c t nh như Naphta, kerosen dư i d ng các h p ch t mercaptan (RSH), sulfure (RSR), disulfure (RSSR), Thiophen và d n xu t c a thiophen. 1.3.2. Tác h i c a các h p ch a lưu huỳnh trong d u m Tác h i lên quá trình ch bi n, tác h i lên quá trình s d ng nhiên li u, tác h i lên quá trình b o qu n. 1.3.3. Hàm lư ng lưu huỳnh trong nhiên li u Theo tiêu chu n v Euro 5 thì hàm lư ng lưu huỳnh trong nhiên li u diesel là 10 ppm, hi n t i Vi t Nam hàm lưu huỳnh trong d u diesel ñư c lưu hành hai m c là 500 ppm và 2500 ppm.
9 1.3.4. Kh lưu huỳnh b ng hydro v i s có m t c a xúc tác Phân xư ng HDS n m nhi u v trí trong sơ ñ chung c a nhà máy l c d u. 1.3.5. M t s phương pháp kh lưu huỳnh khác HDS Kh lưu huỳnh b ng trích ly, kh lưu huỳnh b ng phương pháp k t t a, kh lưu huỳnh theo phương pháp sinh h c, kh lưu huỳnh b ng h p ph . 1.3.6. Kh lưu huỳnh b ng ô xy hóa quang hóa trên cơ s TiO2 Nhóm c a tôi ñã ti n hành công vi c trong phòng thí nghi m b ng cách s d ng ñèn cao áp hơi th y ngân , bư c sóng c 365 nm, trong m t d i mà s phát x m t tr i có th ñư c s d ng, do ñó cho phép m t s ng d ng các nghiên c u ñ thi t k m t thi t b ph n ng quang hóa m t tr i. CHƯƠNG 2 NGUYÊN LI U VÀ QUY TRÌNH TH C NGHI M 2.1. Nguyên li u và thi t b thí nghi m 2.1.1. Nguyên li u ñư c s d ng trong quá trình nghiên c u Titan dioxyt thương m i v i ñ tinh khi t là 99,4% kích thư c h t trung bình kho ng 100 –130 nm. Carbon nano ng ña l p ñư c t ng h p b ng phương pháp k t t hóa h c trong pha hơi t i phòng thí nghi m hóa d u trư ng ñ i h c bách khoa Đà N ng. - Silicagel thương m i d ng b t (Trung Qu c); - Silicagel (Merck); - Nư c c t; - D u diesel thương m i ch a lưu huỳnh (2500ppm); - Sodium Alginate (Trung Qu c); - CaCl2 (Trung Qu c).
10 2.1.2. Thi t b và d ng c * Thi t b và d ng c t ng h p xúc tác - Máy khu y t ; - Máy khu y cơ h c; - Máy ñánh siêu âm VC 505 – VC 750; - Ph u chi t; - ng ñong 50 ml, 100 ml, 1000ml; - C c 250 ml, 1000 ml; * Thi t b x lí lưu huỳnh trong d u diesel - Đèn cao áp hơi th y ngân hi u ORAM công su t 250W; - H th ng h p ph kh các h p ch t sulfone và các h p ch t gây màu thương m i trong d u diesel b ng silicagel Trung Qu c; - H th ng ph n ng gián ño n g m ñèn, c c 250ml ch a 100ml diesel ñư c khu y b i máy khu y t ; - Thi t b ly tâm cơ h c tách xúc tác; - H th ng h p ph các h p ch t sulfone trong d u diesel sau ph n ng quang hóa (các ng nghi m có l ch a Silicagel merck) * Thi t b , d ng c ñánh giá xúc tác và xác ñ nh hàm lư ng lưu huỳnh trong Diesel - B chi t pha r n; - Máy phân tích hàm lư ng lưu huỳnh (TS-100V c a hãng MITSHUBISHI); - Kính hi n vi ñi n t truy n qua TEM; - Kính hi n vi ñi n t quét SEM; - Máy Quang ph H ng ngo i; - Phân tích nhi t tr ng TGA.
11 2.2. T ng h p xúc tác và các quá trình thí nghi m 2.2.1. Đ c trưng nguyên li u CNT như mô t hình 2.1 ñư c t ng h p b ng phương pháp CVD trên xúc tác γFe/Al2O3 [32] t i phòng thí nghi m l c hóa d u, trư ng ñ i h c Bách Khoa, Đ i h c Đà N ng v i nguyên li u là LPG nhi t ñ 690oC – 710oC. Đư ng kính ng cacbon nano kho ng 11 - 16 nm, di n tích b m t riêng 180 – 200 m2.g-1. TiO2 thương m i (ñ tinh khi t 99,4%), kích thư c h t trung bình kho ng 130 nm s n xu t b i công ty TNHH ROHA Dyechem Vi t Nam ñư c s d ng tr c ti p không qua b t kỳ quá trình x lý nào. Sodium Alginate là m t alginate là polysaccharide ñư c chi t xu t t rong nâu Phaeophyceae. Đây là ch t có kh năng t o gel trong nư c t o cho h n h p có ñ nh t nh t ñ nh giúp cho quá trình t o hình xúc tác sau này. 2.2.2. T ng h p xúc tác kh lưu huỳnh trong d u diesel Bư c 1: Cho t t 0,4g sodium alginate vào 60 ml nư c c t k t h p v i khu y cơ h c ñ tránh hi n tư ng vón c c (do sodium alginate ít tan trong nư c nên ph i th c hi n) và làm cho sodium alginate tan vào nư c t o h n h p gel. Ti p t c khu y cho ñ n khi th y h n h p ñ ng nh t. Bư c 2: cho 1g CNT vào h n h p trên và th c hi n khu y cho ñ n khi th y h n h p có ñ nh t nh t ñ nh. Đ CNT phân tán t t trong h gel thì dùng thêm máy ñánh siêu âm trong vòng kho ng 15 phút. Bư c 3: Cho 20g TiO2 và th c hi n như bư c 2. Bư c 4: T o h t xúc tác b ng cách rót t t h n h p trên vào dung d ch CaCl2 3%. Bư c 5: Ti n hành r a xúc tác b ng nư c cho ñ n khi nư c r a có pH kho ng 7, sau ñó l y xúc tác ra ñ ráo kho ng 1 gi .
12 Bư c 6: S y xúc tác trong kho ng 5 gi nhi t ñ 80oC. Bư c 7: Nung xúc tác nhi t ñ 400oC dư i không khí trong vòng 5 gi . Sơ ñ qui trình t ng h p xúc tác ñư c mô t trong hình 2.4 2.2.3. Quy trình kh lưu huỳnh trong d u diesel Diesel thương m i (hàm lư ng lưu huỳnh t ng 2500 ppm) ñư c x lý b ng h p ph qua c t silicagel (Trung Qu c) ñ lo i b các h p ch t gây màu và các h p ch t ch a lưu huỳnh có ch a các h p ch t Sulfoxide và sulfone. Diesel này sau ñó ñư c x lý b ng xúc tác quang hoá (1 g xúc tác cho 100 ml d u diesel) dư i tác d ng c a b c x t ñèn cao áp hơi th y ngân hi u OSRAM 250W như ngu n phát quang ph m t tr i (ánh sáng tr ng). M u ñư c l y ra tu n t t thi t b ph n ng theo th i gian 20, 40, 60, 80, 100 và 120 phút, ñư c ly tâm ñ tách xúc tác và ñem ñi h p ph Sulfone trên silicagel trư c khi ñem xác ñ nh hàm lư ng lưu huỳnh b ng phương pháp huỳnh quang tia X (XRF) trên máy TS-100V c a hãng MITSHUBISHI. CHƯƠNG 3 K T QU VÀ TH O LU N 3.1. Nh ng ñ c trưng c a xúc tác quang hóa t h p trên c s TiO2 – CNT 3.1.1. Hình nh c a xúc tác Xúc tác sau khi t ng h p theo quy trình như hình 3.1 là các h t hình c u, màu tr ng xám là màu c a CNT (màu ñen) và TiO2 (màu tr ng) v i ñư ng kính kho ng 3 – 4 mm, như hình 3.1. V i xúc tác này ch ng ta có th s d ng cho m c ñích ph n ng liên t c.
13 Hình 3.1 H t xúc tác Micro – Nano composite 3.1.2. Kính hi n vi ñi n t quét (SEM), kính hi n vi ñi n t truy n qua (TEM) Hình thái h c và c u trúc vi mô c a xúc tác t h p TiO2- CNT ñư c ki m tra b i nh hi n vi ñi n t quét SEM và nh hi n vi ñi n t truy n qua TEM. Qua các nh thu ñư c ta th y r ng CNT và TiO2 ñã phân tán r t t t vào nhau, t o nên m t lo i v t li u ñ ng nh t và b n v ng, t t c các h t TiO2 ñã ñư c g n k t v i các ng cacbon nano, h u như không tìm th y các c u trúc TiO2 n m riêng r . Đi u này là nhân t quy t ñ nh t o nên hi u ng synergic c a xúc tác.
14 (a) (b) Hình 3.2 nh hi n vi ñi n t quét (a), nh hi n vi ñi n t truy n qua (b) mô t c u trúc c a xúc tác quang hoá TiO2 - CNT 3.1.3. Nhi u x tia X Giãn ñ nhi u x tia X c a TiO2 thương m i, xúc tác quang hoá TiO2 - CNT sau khi nung 500oC trong 5h ñư c th hi n trong hình 3.3, 3.4 theo các tài li u nghiên c u, pha anatase c a TiO2 ñư c t o thành nhi t ñ dư i 500oC, b t ñ u chuy n sang c u trúc d ng rutile nhi t ñ trên 600oC và chuy n hoàn toàn thành d ng rutile nhi t ñ 700 – 900. Th t v y, trong giãn ñ trên ta th y c u trúc c a TiO2 nanotube h u như không thay ñ i so v i c u trúc ban ñ u c a TiO2 thương m i. Giãn ñ nhi u x tia X (X-Ray Diffraction - XRD) ñư c ghi l i trong d i 2θ = 10 – 80o nh máy D8 advance c a hãng Bruker, s d ng s phát x Cu Kα1 ( = 0,16Å) là ngu n phát x tia X, thi t b ñư c trang b m t ñ u dò phân tán năng lư ng SOL-XE.
15 Hình 3.3 Ph nhi u x tia X c a TiO2 thương m i Hình 3.4 Ph nhi u x tia X c a Micro – Nano composite
16 3.1.4. Phân tích nhi t tr ng lư ng TGA Trong gi n ñ trên ta th y kh i lư ng c a xúc tác ban ñ u khi m i gia nhi t ñ n 100oC gi m khá nhanh, ñây là s gi m kh i lư ng do m t nư c. Trong kho ng nhi t ñ t 120 – 400 oC, kh i lư ng c a xúc tác gi m r t ít. Sau ñó nhi t ñ c t 450 – 550 giãn ñ l i xu t hi n ñư ng d c th hai th hi n s gi m kh i lư ng nhanh c a xúc tác, l n này s m t mát kh i lư ng ñư ng lý gi i là do quá trình cháy c a CNT. T giãn ñ ta d dàng nh n ra ñư c lư ng CNT trong xúc tác x p x 5% kh i lư ng. nhi t ñ trên 600oC b t ñ u x y ra s chuy n pha t pha anatase sang rutile. Qua giãn ñ TGA chúng tôi ñã ch ng minh ñư c r ng xúc tác ñư c nung 400oC là hoàn toàn h p lý. Hình 3.5 Gi n ñ phân tích nhi t c a xúc tác t h
17 3.2. Đánh giá ho t tính xúc tác quang hóa t h p trên c s TiO2 – CNT Hàm lư ng lưu huỳnh t ng trong d u diesel thương m i ban ñ u là 807 ppm, sau khi qua x lí sơ b b ng silicagel thì gi m xu ng còn 747 ppm. Dư i ñây là hình nh chúng tôi s d ng ñ minh h a cho vi c x lý sơ b diesel thương m i trư c khi th c hi n ph n ng quang hóa. Hình 3.6 Màu s c c a d u diesel trư c và sau khi x lí b ng silicagel (1): DO thương m i lo i 2500 ppm (2): DO ñã x lí b ng silicagel Chúng tôi ti n hành kh o sát ho t tính xúc tác theo th i gian 20, 40, 60, 80 100, 120 phút trên m u DO sau khi x lý b ng xúc tác quang hoá ñã t ng h p, k t qu cho th y màu vàng c a DO tăng d n theo th i gian như hình 3.7 (hình nh ñ i di n minh h a).
18 Qua hình 3.7 bư c ñ u chúng ta th y r ng s chuy n hoá c a các h p ch t DBT và d n xu t c a nó thành d ng sulfone và sulfoxide tăng d n theo th i gian ñi u ñó ch ng t r ng xúc tác t o ra ñã có kh năng quang hoá các h p ch t DBT và d n xu t c a nó. Vi c xác ñ nh chính xác kh năng quang hóa ph i thông qua phép phân tích. Hình 3.7 S thay ñ i màu s c c a DO theo th i gian Chúng tôi th c hi n trên m u diesel s 1 (m u 1) cho xúc tác và TiO2 thương m i, k t qu thu ñư c như b ng dư i. B ng 3.1 Quan h gi a hàm lư ng lưu huỳnh (ppm) theo th i gian ph n ng c a xúc tác và TiO2 thương m i Hàm lư ng lưu huỳnh (ppm) Th i gian (phút) TiO2-CNT TiO2 thương m i 0 747.47 747.47 20 350.4 640.98
19 40 263.03 629.85 60 157.28 600.54 80 32.35 535.58 100 15.07 482.91 120 0.81 400.82 T b ng 3.1 ta thu ñư c ñ th như hình 3.8 và 3.9 (Hàm lư ng Lưu huỳnh (ppm) Hình 3.8 Đ th bi u di n quan h gi a hàm lư ng lưu huỳnh (ppm) theo th i gian ph n ng (m u 1) Quan h gi a hàm lư ng lưu huỳnh trong d u diesel và th i gian ph n ng ñư c th hi n trong b ng 3.1 và ñ th trên hình, k t qu cho th y r ng hàm lư ng lưu huỳnh trong d u diesel sau hai gi x lý b ng xúc tác quang hóa t h p và ñư c h p ph l i b ng silicagel là r t th p (ch còn d ng v t) trong khi ñó v i trư ng h p c a TiO2 thương m i v n còn khá cao.ch ng t ñ chuy n hóa c a TiO2 thương m i th p hơn so v i ñ chuy n hóa c a xúc tác quang hóa t h p TiO2-CNT ñi u này ñư c lý gi i b i hi u ng synergic gi a CNT-TiO2 trong vi c lo i b các h p ch t c a lưu huỳnh trong
20 d u diesel. Quan h gi a ñ chuy n hóa DBT và các d n xu t thành các h p ch t sulfone b i xúc tác quang hóa và TiO2 thương m i ñư c th hi n trong hình 3.9. Chúng tôi th c hi n tương t trên m u diesel s 2, 3, 4, 5 cho k t qu g n như nhau (trình bày trong ph n 3.2). Qua ti n hành ph n ng quang hóa trên 05 m u DO thương m i, k t qu thu ñư c cho th y hi u qu c a xúc tác cao hơn nhi u so v i TiO2 thương m i. Hàm lư ng lưu huỳnh sau khi ph n ng v i th i gian 120 phút gi m xu ng còn d ng v t x p x 1ppm. Như v y, Xúc tác t o ra ñáp ng ñư c yêu c u và m c tiêu ban ñ u ñ ra. Tuy nhiên ñ kh o sát s nh hư ng c a vi c h p ph b ng silicagel v i c t t nh i, chúng tôi s d ng phương pháp chi t pha r n (SPE) v i ch t nh i cũng là Silicagel v i kh i lư ng 500mg trong ng k t h p v i bơm chân không ñ thu h i h t lư ng d u DO sau ph n ng ñưa vào h p ph như hình dư i. Hình 3.9 Quan h gi a ñ chuy n hóa c a DBT & d n xu t thành h p ch t sulfone theo th i gian