Nghiên cứu, tổng hợp và đặc trưng xúc tác Pt/Montmorillonite được chống bởi zirconia sunfat hóa (ZrO2/SO42-)

Lời mở đầu Ngày nay, dầu mỏ và khí tự nhiên là tài nguyên chiến lược giữ vai trò quan trọng trong các hoạt động kinh tế và cuộc sống con người. Mỗi biến động trong cán cân dầu khí đều lập tức ảnh hưởng đến kinh tế, chính trị và xã hội. Trong thời gian gần đây, giá xăng dầu trên thế giới có nhiều biến động, các nước có nền công nghiệp dầu khí phát triển đã đưa ra các chính sách nhằm ổn định thị trường, khai thác và sử dụng một cách có hiệu quả kinh tế cao nhất. Đối với Việt Nam, ngành dầu khí là một ngành công nghiệp trọng điểm góp phần rất to lớn vào sự nghiệp xây dựng và phát triển đất nước, số tiền hàng năm ngành dầu khí đóng góp cho ngân sách nhà nước là hàng nghìn tỷ đồng. Việt Nam là một trong số các nước trên toàn thế giới được sở hữu nguồn nguyên liệu dầu và khí quý giá. Dầu thô và khí tự nhiên đang được sử dụng cho các dự án lớn như dự án nhà máy lọc hóa dầu Dung Quất, các tổ hợp khí - điện đạm Cà Mau, Đạm Phú Mỹ, Điện Nhơn Trạch; ngoài ra còn có nguồn condensat với tiềm năng lớn, tổng sản lượng condesat từ các mỏ Cửu Long, Nam Côn Sơn, Malay – Thổ Chu dự kiến đến năm 2010 là 6,6 triệu tấn [12]. Để đáp ứng nhu cầu trong nước và tiến tới xuất khẩu ra nước ngoài chúng ta cần áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật phát triển vào trong quá trình sản xuất đồng thời nghiên cứu tổng hợp nên các loại xúc tác nhằm nâng cao phẩm chất sản phẩm, tăng sản lượng để đạt hiệu quả kinh tế cao. Thời gian gần đây việc nghiên cứu xúc tác đang phổ biến rộng rãi tại các trường đại học với nhiều đề tài nghiên cứu khoa học đạt giải cấp quốc gia. Trong số đó, việc nghiên cứu xúc tác hiện nay đang được đánh giá rất cao, nhất là hiện nay nhà máy lọc dầu Dung Quất (Quảng Ngãi) đã đi vào hoạt động và cho ra những dòng sản phẩm đầu tiên, tiếp theo đó là hai dự án đầu tư xây dựng khu liên hợp Loc Hóa dầu Nghi Sơn (Thanh Hóa) và Long Sơn (Bà Rịa - Vũng Tàu). Từ những năm giữa của thế kỷ 20, các sản phẩm xăng đã được tạo ra bởi các quá trình cracking nhiệt, với nhiệt độ thấp dưới 450 ữ 5000C, các phân tử hydrocacbon mạch dài trở nên không ổn định và có khả năng phân tách thành các phân tử nhỏ có kích thước và các loại khác nhau. Năm 1937, Eugene Houdry là người đầu tiên cải tiến quy trình chuyển hóa dầu mỏ bằng việc sử dụng sét làm xúc tác nhằm tạo ra các sản phẩm xăng có trị số octan cao. Sau đó, nhôm silic tổng hợp vô định hình được phát triển và được sử dụng phổ biến đến năm 1960. Cho đến nay xúc tác dùng cho các quá trình isome hóa, cracking, alkyl hóa đã trải qua nhiều thế hệ đồng thể và dị thể khác nhau. Trong đó xúc tác dị thể ngày càng được quan tâm nhiều hơn vì chúng có nhiều khả năng ưu việt hơn xúc tác đồng thể. Xúc tác trên cơ sở axit rắn với các tâm axit Bronsted và tâm axit Lewis có những thuận lợi như không ăn mòn thiết bị, không gây độc hại cho môi trường và dễ dàng phân tách các sản phẩm. Trải qua 4 thập kỉ, có trên 300 loại xúc tác axit rắn và bazơ rắn đã được phát triển [89]. Đặc biệt, sự có mặt của xúc tác zeolit có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong ngành công nghiệp và đã được đưa vào sử dụng. Trong trường hợp xúc tác lưỡng chức trên cơ sở axit có một vài xúc tác zeolit đã được thương mại hóa cho hiệu quả kinh tế cao. Tuy nhiên do kích thước mao quản của zeolit nhỏ nên vật liệu này bị hạn chế đối với các phân tử có kích thước lớn hơn như các polyxyclo ankan, các hydrocacbon đơn, đa nhân thơm là những hợp phần của phân đoạn nặng trong dầu thô. Do đó xu hướng tìm những hệ xúc tác có kích thước mao quản lớn hơn để phù hợp cho sự chế biến các phân đoạn nặng và vì vậy mà vật liệu mao quản trung bình đã ra đời điển hình như M41S, MSU, SBA-15, SBA-16, MCM-41 rồi tới các superaxit rắn như ZrO2/SO42-, TiO2/SO42-, Fe2O3/SO42- hiện nay cũng đang được các nhà khoa học quan tâm vì khả năng ứng dụng cho nhiều quá trình isome hóa, ankyl hóa, ete hóa Trong những năm gần đây, các nhà khoa học trên thế giới có xu hướng nghiên cứu các loại xúc tác có nguồn gốc từ sét khoáng vừa giá thành rẻ, mà biến tính của nó có thể cho hoạt tính xúc tác cao hơn các loại xúc tác trước đây. Chúng là loại xúc tác rắn vừa có tâm axit Bronsted vừa có tâm axit Lewis, sét được chống bởi các chất vô cơ cũng như hữu cơ thông qua việc trao đổi ion làm tăng khoảng cách giữa các lớp sét cho phép các phân tử cồng kềnh đi vào không gian giữa các lớp vì thế sét chống có nhiều ứng dụng trong môi trường như hấp phụ các kim loại năng như asen, cađimi, crom, coban, đồng, sắt, chì, mangan rồi làm xúc tác cho quá trình oxy hóa sâu benzene, phenol, aniline ngoài ra nó còn được sử dụng làm chất mang cho xúc tác của các quá trình như cracking cumen [52], n-heptan [83], alkyl hóa các hydrocacbon thơm, isome hóa các hydrocacbon, n-parafin, este hóa axit cacboxylic với ancol [26], phân bố lại toluene [53], oxi hóa propylene thành axeton [20] Với mong muốn được tìm hiểu thêm về lĩnh vực xúc tác nói chung và xúc tác sử dụng trong ngành lọc hóa dầu nói riêng, em tập trung tìm hiểu, nghiên cứu và tổng hợp, đặc trưng của một loại xúc tác với chất mang là Montmorillonite (hay còn gọi sét trắng)có nguồn gốc từ sét khoáng, được chống bởi zirconia sunfat hóa (ZrO2/SO42-) với và tẩm Pt được ứng dụng trong quá trình isome hóa C5/C6 với giá thành rẻ hơn các xúc tác đã sử dụng, có khả năng hoạt hóa cao làm giảm sự hình thành các cốc, chống ngộ độc, tăng hoạt tính và độ chọn lọc của phản ứng.

doc61 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 28/12/2012 | Lượt xem: 2115 | Lượt tải: 4download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu, tổng hợp và đặc trưng xúc tác Pt/Montmorillonite được chống bởi zirconia sunfat hóa (ZrO2/SO42-), để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Lêi më ®Çu Ngµy nay, dÇu má vµ khÝ tù nhiªn lµ tµi nguyªn chiÕn l­îc gi÷ vai trß quan träng trong c¸c ho¹t ®éng kinh tÕ vµ cuéc sèng con ng­êi. Mçi biÕn ®éng trong c¸n c©n dÇu khÝ ®Òu lËp tøc ¶nh h­ëng ®Õn kinh tÕ, chÝnh trÞ vµ x· héi. Trong thêi gian gÇn ®©y, gi¸ x¨ng dÇu trªn thÕ giíi cã nhiÒu biÕn ®éng, c¸c n­íc cã nÒn c«ng nghiÖp dÇu khÝ ph¸t triÓn ®· ®­a ra c¸c chÝnh s¸ch nh»m æn ®Þnh thÞ tr­êng, khai th¸c vµ sö dông mét c¸ch cã hiÖu qu¶ kinh tÕ cao nhÊt. §èi víi ViÖt Nam, ngµnh dÇu khÝ lµ mét ngµnh c«ng nghiÖp träng ®iÓm gãp phÇn rÊt to lín vµo sù nghiÖp x©y dùng vµ ph¸t triÓn ®Êt n­íc, sè tiÒn hµng n¨m ngµnh dÇu khÝ ®ãng gãp cho ng©n s¸ch nhµ n­íc lµ hµng ngh×n tû ®ång. ViÖt Nam lµ mét trong sè c¸c n­íc trªn toµn thÕ giíi ®­îc së h÷u nguån nguyªn liÖu dÇu vµ khÝ quý gi¸. DÇu th« vµ khÝ tù nhiªn ®ang ®­îc sö dông cho c¸c dù ¸n lín nh­ dù ¸n nhµ m¸y läc hãa dÇu Dung QuÊt, c¸c tæ hîp khÝ - ®iÖn ®¹m Cµ Mau, §¹m Phó Mü, §iÖn Nh¬n Tr¹ch; ngoµi ra cßn cã nguån condensat víi tiÒm n¨ng lín, tæng s¶n l­îng condesat tõ c¸c má Cöu Long, Nam C«n S¬n, Malay – Thæ Chu dù kiÕn ®Õn n¨m 2010 lµ 6,6 triÖu tÊn [12]. §Ó ®¸p øng nhu cÇu trong n­íc vµ tiÕn tíi xuÊt khÈu ra n­íc ngoµi chóng ta cÇn ¸p dông nh÷ng thµnh tùu khoa häc kü thuËt ph¸t triÓn vµo trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ®ång thêi nghiªn cøu tæng hîp nªn c¸c lo¹i xóc t¸c nh»m n©ng cao phÈm chÊt s¶n phÈm, t¨ng s¶n l­îng ®Ó ®¹t hiÖu qu¶ kinh tÕ cao. Thêi gian gÇn ®©y viÖc nghiªn cøu xóc t¸c ®ang phæ biÕn réng r·i t¹i c¸c tr­êng ®¹i häc víi nhiÒu ®Ò tµi nghiªn cøu khoa häc ®¹t gi¶i cÊp quèc gia. Trong sè ®ã, viÖc nghiªn cøu xóc t¸c hiÖn nay ®ang ®­îc ®¸nh gi¸ rÊt cao, nhÊt lµ hiÖn nay nhµ m¸y läc dÇu Dung QuÊt (Qu¶ng Ng·i) ®· ®i vµo ho¹t ®éng vµ cho ra nh÷ng dßng s¶n phÈm ®Çu tiªn, tiÕp theo ®ã lµ hai dù ¸n ®Çu t­ x©y dùng khu liªn hîp Loc Hãa dÇu Nghi S¬n (Thanh Hãa) vµ Long S¬n (Bµ RÞa - Vòng Tµu). Tõ nh÷ng n¨m gi÷a cña thÕ kû 20, c¸c s¶n phÈm x¨ng ®· ®­îc t¹o ra bëi c¸c qu¸ tr×nh cracking nhiÖt, víi nhiÖt ®é thÊp d­íi 450 ÷ 5000C, c¸c ph©n tö hydrocacbon m¹ch dµi trë nªn kh«ng æn ®Þnh vµ cã kh¶ n¨ng ph©n t¸ch thµnh c¸c ph©n tö nhá cã kÝch th­íc vµ c¸c lo¹i kh¸c nhau. N¨m 1937, Eugene Houdry lµ ng­êi ®Çu tiªn c¶i tiÕn quy tr×nh chuyÓn hãa dÇu má b»ng viÖc sö dông sÐt lµm xóc t¸c nh»m t¹o ra c¸c s¶n phÈm x¨ng cã trÞ sè octan cao. Sau ®ã, nh«m silic tæng hîp v« ®Þnh h×nh ®­îc ph¸t triÓn vµ ®­îc sö dông phæ biÕn ®Õn n¨m 1960. Cho ®Õn nay xóc t¸c dïng cho c¸c qu¸ tr×nh isome hãa, cracking, alkyl hãa… ®· tr¶i qua nhiÒu thÕ hÖ ®ång thÓ vµ dÞ thÓ kh¸c nhau. Trong ®ã xóc t¸c dÞ thÓ ngµy cµng ®­îc quan t©m nhiÒu h¬n v× chóng cã nhiÒu kh¶ n¨ng ­u viÖt h¬n xóc t¸c ®ång thÓ. Xóc t¸c trªn c¬ së axit r¾n víi c¸c t©m axit Bronsted vµ t©m axit Lewis cã nh÷ng thuËn lîi nh­ kh«ng ¨n mßn thiÕt bÞ, kh«ng g©y ®éc h¹i cho m«i tr­êng vµ dÔ dµng ph©n t¸ch c¸c s¶n phÈm. Tr¶i qua 4 thËp kØ, cã trªn 300 lo¹i xóc t¸c axit r¾n vµ baz¬ r¾n ®· ®­îc ph¸t triÓn [89]. §Æc biÖt, sù cã mÆt cña xóc t¸c zeolit cã ý nghÜa v« cïng quan träng trong ngµnh c«ng nghiÖp vµ ®· ®­îc ®­a vµo sö dông. Trong tr­êng hîp xóc t¸c l­ìng chøc trªn c¬ së axit cã mét vµi xóc t¸c zeolit ®· ®­îc th­¬ng m¹i hãa cho hiÖu qu¶ kinh tÕ cao. Tuy nhiªn do kÝch th­íc mao qu¶n cña zeolit nhá nªn vËt liÖu nµy bÞ h¹n chÕ ®èi víi c¸c ph©n tö cã kÝch th­íc lín h¬n nh­ c¸c polyxyclo ankan, c¸c hydrocacbon ®¬n, ®a nh©n th¬m lµ nh÷ng hîp phÇn cña ph©n ®o¹n nÆng trong dÇu th«. Do ®ã xu h­íng t×m nh÷ng hÖ xóc t¸c cã kÝch th­íc mao qu¶n lín h¬n ®Ó phï hîp cho sù chÕ biÕn c¸c ph©n ®o¹n nÆng vµ v× vËy mµ vËt liÖu mao qu¶n trung b×nh ®· ra ®êi ®iÓn h×nh nh­ M41S, MSU, SBA-15, SBA-16, MCM-41 råi tíi c¸c superaxit r¾n nh­ ZrO2/SO42-, TiO2/SO42-, Fe2O3/SO42-… hiÖn nay còng ®ang ®­îc c¸c nhµ khoa häc quan t©m v× kh¶ n¨ng øng dông cho nhiÒu qu¸ tr×nh isome hãa, ankyl hãa, ete hãa … Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, c¸c nhµ khoa häc trªn thÕ giíi cã xu h­íng nghiªn cøu c¸c lo¹i xóc t¸c cã nguån gèc tõ sÐt kho¸ng võa gi¸ thµnh rÎ, mµ biÕn tÝnh cña nã cã thÓ cho ho¹t tÝnh xóc t¸c cao h¬n c¸c lo¹i xóc t¸c tr­íc ®©y. Chóng lµ lo¹i xóc t¸c r¾n võa cã t©m axit Bronsted võa cã t©m axit Lewis, sÐt ®­îc chèng bëi c¸c chÊt v« c¬ còng nh­ h÷u c¬ th«ng qua viÖc trao ®æi ion lµm t¨ng kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c líp sÐt cho phÐp c¸c ph©n tö cång kÒnh ®i vµo kh«ng gian gi÷a c¸c líp v× thÕ sÐt chèng cã nhiÒu øng dông trong m«i tr­êng nh­ hÊp phô c¸c kim lo¹i n¨ng nh­ asen, ca®imi, crom, coban, ®ång, s¾t, ch×, mangan… råi lµm xóc t¸c cho qu¸ tr×nh oxy hãa s©u benzene, phenol, aniline… ngoµi ra nã cßn ®­îc sö dông lµm chÊt mang cho xóc t¸c cña c¸c qu¸ tr×nh nh­ cracking cumen [52], n-heptan [83], alkyl hãa c¸c hydrocacbon th¬m, isome hãa c¸c hydrocacbon, n-parafin, este hãa axit cacboxylic víi ancol [26], ph©n bè l¹i toluene [53], oxi hãa propylene thµnh axeton [20]… Víi mong muèn ®­îc t×m hiÓu thªm vÒ lÜnh vùc xóc t¸c nãi chung vµ xóc t¸c sö dông trong ngµnh läc hãa dÇu nãi riªng, em tËp trung t×m hiÓu, nghiªn cøu vµ tæng hîp, ®Æc tr­ng cña mét lo¹i xóc t¸c víi chÊt mang lµ Montmorillonite (hay cßn gäi sÐt tr¾ng)cã nguån gèc tõ sÐt kho¸ng, ®­îc chèng bëi zirconia sunfat hãa (ZrO2/SO42-) víi vµ tÈm Pt ®­îc øng dông trong qu¸ tr×nh isome hãa C5/C6 víi gi¸ thµnh rÎ h¬n c¸c xóc t¸c ®· sö dông, cã kh¶ n¨ng ho¹t hãa cao lµm gi¶m sù h×nh thµnh c¸c cèc, chèng ngé ®éc, t¨ng ho¹t tÝnh vµ ®é chän läc cña ph¶n øng. V× vËy em ®· lùa chän ®Ò tµi: “Nghiªn cøu, tæng hîp vµ ®Æc tr­ng xóc t¸c Pt/Montmorillonite ®­îc chèng bëi zirconia sunfat hãa (ZrO2/SO42-)” lµm ®å ¸n tèt nghiÖp cña m×nh. Ch­¬ng 1 Tæng quan vÒ xóc t¸c 1.1. Xóc t¸c dÞ thÓ [9] 1.1.1. Tæng quan vÒ xóc t¸c dÞ thÓ Ph¶n øng xóc t¸c dÞ thÓ lµ ph¶n øng trong ®ã chÊt xóc t¸c vµ chÊt ph¶n øng ë c¸c pha kh¸c nhau. Th«ng th­êng trong ph¶n øng xóc t¸c dÞ thÓ, xóc t¸c lµ pha r¾n, cßn chÊt ph¶n øng cã thÓ lµ pha láng hoÆc pha khÝ. Ta cã thÓ chia c¸c lo¹i ph¶n øng xóc t¸c dÞ thÓ nh­ sau: - HÖ xóc t¸c lµ r¾n, chÊt ph¶n øng lµ láng – láng. VÝ dô: c¸c ph¶n øng alkyl hãa, sulfo hãa. - HÖ xóc t¸c lµ r¾n, chÊt ph¶n øng lµ khÝ – láng. VÝ dô: ph¶n øng hydro hãa benzene xóc t¸c niken, ph¶n øng ®iÒu chÕ butadiol 1,4 tõ khÝ C2H2 vµ dung m«i formalin, xóc t¸c lµ CuO/ SiO2. - HÖ ph¶n øng xóc t¸c lµ r¾n, chÊt ph¶n øng lµ khÝ – khÝ. VÝ dô: ph¶n øng ®iÒu chÕ vinyl clorua (VC) tõ khÝ axetylen (hoÆc etylen) vµ HCl, xóc t¸c lµ HgCl2 mang trªn than ho¹t tÝnh. Ph¶n øng xóc t¸c dÞ thÓ cã nh÷ng ­u ®iÓm næi bËt h¬n so víi xóc t¸c ®ång thÓ, do vËy trong c«ng nghiÖp ng­êi ta ®· dÇn thay xóc t¸c axit – baz¬ b»ng viÖc sö dông c¸c xóc t¸c r¾n, bëi mét sè lý do sau: C«ng nghÖ xóc t¸c dÞ thÓ cã thÓ tiÕn hµnh liªn tôc, nªn n¨ng suÊt thiÕt bÞ cao h¬n so víi ph¶n øng xóc t¸c ®ång thÓ. Cã thÓ tù ®éng hãa ®­îc c«ng nghÖ. VÊn ®Ò t¸ch xóc t¸c vµ s¶n phÈm dÔ dµng. N¨ng l­îng ho¹t hãa cña ph¶n øng xóc t¸c dÞ thÓ th­êng nhá h¬n n¨ng l­îng ho¹t hãa cña ph¶n øng xóc t¸c ®ång thÓ. §é chän läc cao, l­îng xóc t¸c Ýt. Kh«ng g©y « nhiÔm m«i tr­êng, kh¶ n¨ng t¸i sö dông cao. Ýt g©y ¨n mßn thiÕt bÞ, hÖ thèng c«ng nghÖ… Tuy nhiªn so víi xóc t¸c ®ång thÓ, ph¶n øng xóc t¸c dÞ thÓ cã nh­îc ®iÓm sau: Ho¹t tÝnh kh«ng cao do diÖn tÝch tiÕp xóc h¹n chÕ, khã nghiªn cøu v× ®©y lµ hiÖn t­îng bÒ mÆt diÔn ra kh¸ phøc t¹p ë møc ®é ph©n tö. Xóc t¸c dÞ thÓ cã thÓ chØ cã mét thµnh phÇn, vÝ dô nh­ xóc t¸c tÊm l­íi s¾t, l­íi Pt trong ph¶n øng tæng hîp NH3, xóc t¸c d¹ng h¹t Ag trong ph¶n øng ®iÒu chÕ formaldehit tõ methanol, hoÆc 1 lo¹i oxit nh­ oxit nh«m, oxit titan… Nh­ng nh÷ng lo¹i xóc t¸c nµy hiÖn nay trong c«ng nghiÖp rÊt hiÕm vµ ®Ó tiÕt kiÖm c¸c kim lo¹i quý nh­ Pt, Ni, Ag, Au… ng­êi ta th­êng cho mang lªn chÊt mang. ChÝnh v× thÕ mµ xóc t¸c dÞ thÓ lµ hçn hîp gåm nhiÒu thµnh phÇn, th­êng xóc t¸c chøa 2, 3 thµnh phÇn, nh­ng còng cã lo¹i xóc t¸c phøc t¹p chøa rÊt nhiÒu thµnh phÇn. C¸c thµnh phÇn ®ã ®­îc chia thµnh tõng nhãm cã nhiÖm vô kh¸c nhau: nhãm ho¹t ®éng, nhãm phô trî, nhãm chÊt mang. 1.1.2. Thµnh phÇn cña xóc t¸c dÞ thÓ 1.1.2.1. Pha ho¹t ®éng: chøc n¨ng lµ ho¹t ®éng hãa häc ®Ó lµm t¨ng vËn tèc ph¶n øng, t¨ng tèc ®é chän läc cña ph¶n øng, chóng gåm c¸c kim lo¹i, b¸n dÉn nh­ c¸c oxit hoÆc sulfit, oxit… TÝnh chÊt c¬ häc: cã ®é bÒn c¬ häc, bÒn nhiÖt, bÒn hãa häc (Ýt ngé ®éc), Ýt bÞ mµi mßn. TÝnh chÊt hãa häc: diÖn tÝch bÒ mÆt, cã lç xèp, cã tÝnh axit. TÝnh xóc t¸c: ho¹t tÝnh xóc t¸c cao, ®é chän läc cao. 1.1.2.2. Pha phô trî (chÊt phô trî): lµ chÊt mµ b¶n th©n nã kh«ng cã t¸c dông xóc t¸c, kh«ng lµm t¨ng nh­ng nã lµm cho chÊt xóc t¸c ph¸t huy tèi ®a kh¶ n¨ng xóc t¸c cña m×nh, ta cã phô trî h×nh häc vµ hãa häc nh­ c¸c kim lo¹i chuyÓn tiÕp, nhãm IIIA vµ kim lo¹i kiÒm. Lµm nhiÖm vô nh­ chÊt mang: s¾p xÕp l¹i cÊu tróc, h¹n chÕ ho¹t tÝnh (nh­ gi¶m tÝnh axit), kÝch ®éng ho¹t tÝnh. Lµm nhiÖm vô nh­ mét thµnh phÇn ho¹t ®éng: vÒ ®iÖn tö, vÒ ph©n tö, chèng chÊt ®éc, gi¶m ®iÒu kiÖn kh¾c nghiÖt cña ph¶n øng, t¨ng ®é bÒn c¬ häc, nhiÖt, hãa häc cho xóc t¸c. 1.1.2.3. Pha chÊt nÒn (chÊt mang): cã bÒ mÆt riªng lín, cã mao qu¶n, ®é xèp, tÝnh bÒn c¬ häc cao, biÕn d¹ng pha ho¹t ®éng. C¸c lo¹i: oxit, ®Êt sÐt, than ho¹t tÝnh, zeolit… tÝnh chÊt cña chÊt mang: Ph¶i cã bÒ mÆt riªng lín ®Ó ph©n t¸n pha ho¹t ®éng. Kh«ng bÞ co ngãt khi thùc hiÖn qu¸ tr×nh ph¶n øng (cã ®é bÒn nhiÖt cao). Cã ®é bÒn c¬ häc cao nhÊt lµ ®èi víi qu¸ tr×nh cÇn thùc hiÖn ë chÕ ®é chuyÓn ®éng nh­ reforming xóc t¸c hoÆc xóc t¸c lµm viÖc ë chÕ ®é tÇng s«i trong cracking xóc t¸c. DÔ dµng khuÕch t¸n nhiÖt, tr¸nh ®­îc hiÖn t­îng nung nãng côc bé khi tiÕn hµnh ph¶n øng. ¶nh h­ëng ®Õn ®é ph©n cùc cña xóc t¸c: chÊt mang cã ®­êng kÝnh nguyªn tö cµng bÐ, ®iÖn tÝch ion cµng lín cµng dÔ lµm biÕn d¹ng nguyªn tö xóc t¸c. Tr¸i l¹i, nguyªn tö xóc t¸c cã ®­êng kÝnh ion cµng lín vµ ®iÖn tÝch ion bÐ th× dÔ bÞ biÕn d¹ng. Cã thÓ lµm thay ®æi h­íng ph¶n øng. VÝ dô ph¶n øng cña etanol trªn xóc t¸c Cu ta cã 2 h­íng ph¶n øng. NÕu Cu ®­îc mang trªn than ho¹t tÝnh th× s¶n phÈm lµ etylen vµ n­íc, nh­ng nÕu kh«ng mang trªn chÊt mang th× ta cã s¶n phÈm lµ axetaldehit vµ hydro. CH3CH2OH  CH3CHO + H2 CH3CH2OH  C2H4 + H2O ChÊt mang cã thÓ ®ãng vai trß nh­ mét chÊt xóc t¸c. VÝ dô nh­ xóc t¸c Pt ®­îc mang trªn chÊt mang ( - Al2O3 (Pt/ ( - Al2O3) trong ph¶n øng reforming xóc t¸c. Trong hÖ xóc t¸c nµy, Pt ®¶m nhiÖm chøc kim lo¹i xóc t¸c cho ph¶n øng hydro hãa, dehydro hãa, cßn ( - Al2O3 ®¶m nhiÖm chøc n¨ng axit xóc t¸c cho ph¶n øng ®ãng vßng, t¹o ra cacbocation. 1.1.3. C¸c ph­¬ng ph¸p ®iÒu chÕ xóc t¸c dÞ thÓ HiÖn nay xóc t¸c r¾n ®­îc dïng phæ biÕn trong c«ng nghiÖp theo nhiÒu d¹ng kh¸c nhau nªn ph­¬ng ph¸p ®iÒu chÕ còng rÊt phøc t¹p, d­íi ®©y em xin tr×nh bµy mét sè ph­¬ng ph¸p chung ®Ó ®iÒu chÕ xóc t¸c dÞ thÓ. 1.1.3.1. Xóc t¸c kh«ng cã chÊt mang a. Xóc t¸c kim lo¹i: cã hai ph­¬ng ph¸p Ph­¬ng ph¸p khö c¸c oxit kim lo¹i: t¸c nh©n khö H2. Ph­¬ng ph¸p ®iÖn hãa. b. Xóc t¸c oxit: Xóc t¸c 1 oxit: dïng ph­¬ng ph¸p kÕt tña. Xóc t¸c lµ hçn hîp cña 2, 3 oxit (nhiÒu oxit): sö dông ph­¬ng ph¸p ®ång kÕt tña. 1.1.3.2. Xóc t¸c cã chÊt mang: cã hai ph­¬ng ph¸p chÝnh. a. Ph­¬ng ph¸p ngÊm: cã 2 c¸ch. NgÊm d­íi ¸p suÊt th­êng. NgÊm d­íi ¸p suÊt ch©n kh«ng. b. Ph­¬ng ph¸p ®ång kÕt tña. ë ®©y chØ lµ mét vµi ph­¬ng ph¸p chung, vµ chóng cã tÝnh chÊt lý thuyÕt v× khi ®i vµo thùc tÕ cßn rÊt nhiÒu thñ thuËt kh¸c míi ®iÒu chÕ ra ®­îc lo¹i xóc t¸c nh­ mong muèn. 1.2. Clay (®Êt sÐt) 1.2.1. Giíi thiÖu vÒ clay [50] Clay lµ mét lo¹i kho¸ng cña ®Êt sÐt tù nhiªn hoÆc bentonite tæng hîp bao gåm nh÷ng nhãm nh«m, magiª, c¸c ion silic ngËm n­íc mµ cã thÓ chøa Na+, Ca+, K+ vµ nh÷ng ion kh¸c. Clay ®­îc hiÓu réng ra lµ c¸c lo¹i kho¸ng (kÝch th­íc <2 () cÊu thµnh phÇn keo cña ®Êt, trÇm tÝch, ®¸ vµ n­íc [88] vµ cã thÓ gåm hçn hîp cña c¸c h¹t clay kho¸ng mÞn vµ c¸c lo¹i clay kho¸ng kh¸c cã kÝch th­íc tinh thÓ nh­ th¹ch anh, cacbonat, vµ oxit kim lo¹i. Th«ng th­êng thuËt ng÷ clay ®­îc sö dông cho c¸c nguyªn liÖu mµ trë thµnh plastic khi trén víi mét l­îng n­íc. C¸c nhãm kho¸ng clay chÝnh bao gåm: cao lanh, smectit, illit, chlorit vµ hormit. Clay còng lµ mét lo¹i vËt liÖu cã kh¶ n¨ng thay ®æi rÊt lín vÒ tÝnh chÊt còng nh­ c«ng dông, sù thay ®æi ®ã Ýt hay nhiÒu lµ phô thuéc vµo thµnh phÇn vµ c¸c yÕu tè kh¸c: thµnh phÇn kho¸ng clay, thµnh phÇn phi kho¸ng clay, sù hiÖn diÖn cña c¸c thµnh phÇn h÷u c¬, lo¹i vµ l­îng c¸c ion trao ®æi, muèi hßa tan vµ kÕt cÊu cña chóng. Clay ®ãng vai trß quan träng trong m«i tr­êng nh­ mét ng­êi quÐt dän xö lý c¸c cÆn th¶i tù nhiªn g©y « nhiÔm do chóng hót c¸c cation vµ anion kh¸c lªn qua sù trao ®æi ion hay hÊp thô hoÆc c¶ hai. Do ®ã, clay lóc nµo còng cã c¸c cation vµ anion cã kh¶ n¨ng trao ®æi ®­îc s¾p xÕp trªn bÒ mÆt. C¸c cation vµ anion th­êng thÊy trªn bÒ mÆt clay lµ Ca2+, Mg2+, H+, K+, NH4+, Na+ vµ SO42-, Cl-, PO43-, NO3-. Nh÷ng ion nµy trao ®æi víi c¸c ion kh¸c t­¬ng ®èi dÔ dµng mµ kh«ng ¶nh h­ëng tíi cÊu tróc cña sÐt kho¸ng. DiÖn tÝch bÒ mÆt riªng lín, cã ®é bÒn hãa häc vµ c¬ häc, cã cÊu tróc líp, n¨ng suÊt trao ®æi cation cao (cation exchange capacity – CEC)… ®· khiÕn cho clay trë thµnh nguyªn liÖu hÊp phô v­ît tréi. Trong clays tån t¹i c¶ t©m axit Bronsted vµ Lewis [49] lµm cho kh¶ n¨ng hÊp phô cña sÐt kho¸ng t¨ng lªn mét ph¹m vi lín h¬n (kho¶ng 5 lÇn). T©m axit Bronsted xuÊt hiÖn do ion H+ trªn bÒ mÆt h×nh thµnh bëi sù ph©n ly cña c¸c ph©n tö n­íc cña c¸c cation kim lo¹i cã thÓ trao ®æi hydroxit trªn bÒ mÆt. [M(H2O)x]n+ ( [M(OH) (H2O)x-1](n-1)+ + H+ C¸c t©m axit Bronsted nµy còng cã thÓ ph¸t sinh nÕu cã mét ®iÖn tÝch ©m thùc trªn bÒ mÆt do sù thay thÓ Si4+ b»ng Al3+ vµi vÞ trÝ cña tø diÖn vµ sù kÕt qu¶ cña viÖc thay ®æi ®ã ®­îc c©n b»ng bëi cation H3O+. §é bÒn nhãm cã tÝnh axit Bronsted nµy phô thuéc vµo thµnh phÇn cña kho¸ng sÐt. T©m axit Lewis ph¸t sinh tõ viÖc lé ra cña c¸c cation hãa trÞ ba, ®iÓn h×nh lµ Al3+ ë c¸c ®Ønh hoÆc Al3+ xuÊt hiÖn do sù ®øt c¸c liªn kÕt Si – O – Al, hoÆc th«ng qua viÖc dehydroxyl hãa cña mét vµi vÞ trÝ t©m axit Bronsted. C¸c c¹nh vµ c¸c mÆt cña h¹t sÐt cã thÓ hÊp phô c¸c anion, cation, kh«ng ion vµ c¸c t¹p chÊt cã cùc tõ n­íc tù nhiªn. C¸c t¹p chÊt tÝch lòy trªn bÒ mÆt sÐt chÝnh lµ ®Ó gi÷ cè ®Þnh chóng th«ng qua viÖc trao ®æi ion, phèi trÝ hoÆc t­¬ng t¸c ion l­ìng cùc. §«i khi c¸c chÊt « nhiÔm ®­îc gi÷ th«ng qua liªn kÕt víi hydro (H -), lùc Van der Waals hoÆc c¸c liªn kÕt kþ n­íc xuÊt hiÖn tõ c¸c t­¬ng t¸c m¹nh yÕu kh¸c nhau. §é m¹nh yÕu cña t­¬ng t¸c ®­îc x¸c ®Þnh bëi c¸c cÊu tróc vµ c¸c ®Æc ®iÓm kh¸c cña sÐt kho¸ng. Van Olphen [35] ®· trÝch dÉn ra mét vµi d¹ng t©m ho¹t ®éng trong clays: T©m axit Bronsted hay chÊt nh­êng proton ®­îc t¹o bëi sù t­¬ng t¸c cña c¸c ph©n tö n­íc bÞ hÊp phô. T©m axit Lewis hay chÊt nhËn electron xuÊt hiÖn do sù dehydro hãa. T©m oxi hãa do sù hiÖn diÖn cña vµi cation (vÝ dô nh­ Fe3+) trong c¸c vÞ trÝ b¸t diÖn hoÆc do sù hÊp phô oxi lªn bÒ mÆt. T©m khö ®­îc t¹o ra do vµi cation (vÝ dô nh­ Fe2+). C¸c nhãm hydroxyl bÒ mÆt, phÇn lín ®­îc t×m thÊy ë c¸c ®Ønh, gi¸p víi Si, Al hoÆc cation b¸t diÖn kh¸c. 1.2.2. Ph©n lo¹i clay [94] Dùa trªn d¹ng cÊu tróc, clays ®­îc ph©n thµnh 4 lo¹i chÝnh. §ã lµ v« ®Þnh hinhd, kÕt tinh, lo¹i hçn hîp nhiÒu líp vµ lo¹i cÊu tróc chuçi. 1.2.2.1. V« ®Þnh h×nh: Nhãm Allophane (Al2O3. SiO2. nH2O). 1.2.2.2. KÕt tinh: ph©n chia theo cÊu tróc líp ta ®­îc lo¹i hai líp vµ lo¹i ba líp. a. Lo¹i hai líp: (mét líp tø diÖn silic vµ mét líp b¸t diÖn nh«m): §¼ng h­íng (equidimensional): Cao lanh (Al2O3.2SiO2.2H2O), dickite (Al2Si2O5(OH)2), nacrite, kaolinite. H×nh thon dµi (elongate): halloysite (Al2Si2O5(OH)2.2H2O). b. Lo¹i ba líp (hai líp tø diÖn silica vµ mét líp b¸t diÖn ®«i hay ba ë gi÷a): cã 2 lo¹i chÝnh. Lo¹i tr­¬ng ®­îc: thuéc nhãm smectite bao gåm §¼ng h­íng: montmorillonite, sauconite, vermiculite. H×nh thon dµi: nontronite, hectorite. Lo¹i kh«ng tr­¬ng ®­îc: nhãm illite. 1.2.2.3. Lo¹i hçn hîp nhiÒu líp (sù s¾p xÕp xen kÏ cña c¸c líp kh¸c nhau): chóng ta cã nhãm chlorite. 1.2.2.4. Lo¹i cÊu tróc chuçi: chuçi silica tø diÖn liªn kÕt víi nhau bëi nh÷ng nhãm b¸t diÖn cña oxy vµ hydroxyl chøa Al3+ vµ Mg2+: chóng ta cã nhãm hormite nh÷ng polygoskite, epolite. 1.2.3. CÊu tróc clay [94] Clay ®­îc cÊu t¹o tõ hai m¹ng tinh thÓ c¬ b¶n: m¹ng tø diÖn vµ m¹ng b¸t diÖn. CÊu tróc tø diÖn (tetrahedral) th­êng lµ cÊu tróc cña SiO44-, do thµnh phÇn chÝnh cña c¸c lo¹i kho¸ng lµ SiO2 nªn ta cã tØ lÖ b¸n kÝnh gi÷a hai ion O2- vµ ion Si4+ lµ 0,3, ®iÒu nµy cã nghÜa lµ ion Si4+ ®i vµo lç trèng tø diÖn mµ c¸c nót m¹ng c¬ së lµ c¸c ion O2- nh­ h×nh 1.1.  H×nh 1.1: CÊu tróc tø diÖncña SiO44+ Nh×n vµo cÊu tróc  ta thÊy: víi sè phèi trÝ 4, tøc lµ diÖn tÝch cña ion silicate chia ®Òu cho 4 ion phèi tö. Nh­ vËy, mçi ion O2- sÏ d­ ra mét ®iÖn tÝch ©m, ®Ó c©n b»ng ®iÖn tÝch, mçi phèi tö ph¶i liªn kÕt víi hai cation trung t©m (Si4+) vµ sè phèi trÝ cña Si4+ lóc nµy chØ lµ 4 ( 1/2 = 2 phèi tö, ta thÊy ®iÖn tÝch ®­îc c©n b»ng.  H×nh 1.2: M« t¶ cÊu tróc líp tø diÖn VÒ mÆt lý thuyÕt, ta cã hai c¸ch ®Ó lµm c©n b»ng ®iÖn tÝch trong « m¹ng c¬ së trªn: mét lµ cÊu t¹o cÇu ®¬n, hai lµ t¹o cÇu ®«i oxi gi÷a hai tø diÖn. Do silic cã ®iÖn tÝch lín, nÕu h×nh thµnh cÇu ®«i, hai ion silicon ë gÇn nhau sÏ t­¬ng t¸c ®iÖn m¹nh víi nhau, chÝnh v× thÕ c¸c tø diÖn nèi víi nhau b»ng cÇu ®¬n O, h×nh thµnh cÊu tróc líp. C¸c oxi t¹o cÇu ®¬n n»m trªn cïng mét mÆt ph¼ng gäi lµ oxi ®¸y. ViÖc t¹o cÇu ®¬n trong kh«ng gian ®­îc thùc hiÖn sao cho c¸c oxi ®¸y t¹o thµnh h×nh lôc gi¸c víi c¸c ®Ønh lµ O2-. CÊu tróc thø hai lµ cÊu tróc b¸t diÖn (octahedral), ion trung t©m th­êng lµ Al3+, Fe2+, Mg2+… ë ®©y ta xÐt ®¹i diÖn Al3+, tØ lÖ b¸n kÝnh víi anion O2- lµ 0,41. Víi tØ lÖ nµy Al3+ n»m gi÷a hai lç trèng tø diÖn vµ b¸t diÖn, tïy theo sè phèi trÝ lµ bèn hoÆc lµ s¸u. Nh­ng trong clay th× sè phèi trÝ bÒn cña Al3+ lµ s¸u.  H×nh 1.3 : CÊu tróc b¸t diÖn Víi sè phèi trÝ lµ s¸u, cÊu tróc ®¬n vÞ kh«ng thÓ c©n b»ng ®iÖn tÝch. Mçi ion phèi tö sÏ d­ ra 1,5 ®iÖn tÝch ©m vµ cã sù h×nh thµnh cÇu ®¬n hoÆc cÇu ®«i. Kh¸c víi tr­êng hîp cña silic ë trªn, nÕu h×nh thµnh cÇu ®«i, hai cation Al3+ cã ®iÖn tÝch kh«ng ®ñ lín nªn t­¬ng t¸c tÜnh ®iÖn gi÷a chóng vÉn ch­a ®ñ ®Ó lµm cho c¶ hÖ thèng kh«ng bÒn v÷ng.  H×nh 1.4: M« t¶ cÊu tróc cÇu ®«i gi÷a hai b¸t diÖn Nh­ vËy sau khi h×nh thµnh cÇu ®«i, ®iÖn tÝch d­ mçi ion phèi tö chØ cßn lµ -1, ®iÖn tÝch ©m nµy sÏ ®­îc lµm bÒn bëi c¸c proton H+, cÊu tróc ®¬n vÞ cña b¸t diÖn ®­îc c©n b»ng ®iÖn tÝch. Trong cÊu tróc b¸t diÖn nµy, Al3+ chØ míi chiÕm hai phÇn ba lç trèng b¸t diÖn víi khuynh h­íng ®Æc khÝt, c¸c cation hãa trÞ 2 nh­ Mg2+ cã kh¶ n¨ng lÊp ®Çy c¸c lç trèng b¸t diÖn. NÕu líp b¸t diÖn chøa ion hãa trÞ hai t¹i tÊt c¶ c¸c vÞ trÝ th× ®­îc gäi lµ trioctahedral. CÊu tróc b¸t diÖn lµ dioctahedral khi hai phÇn ba c¸c lç trèng ®­îc chiÕm bëi c¸c cation hãa trÞ ba.  H×nh 1.5: Líp b¸t diÖn trioctahedral vµ dioctahedral Tïy theo c¸ch s¾p xÕp hai cÊu tróc trªn mµ ta cã c¸c lo¹i clay kh¸c nhau. 1.2.4. BiÕn tÝnh clay [50] HiÖn nay, c¸c nhµ khoa häc ®· nç lùc rÊt nhiÒu trong viÖc c¶i thiÖn chÊt l­îng vµ ®Æc tÝnh cña ®Êt sÐt b»ng viÖc biÕn tÝnh chóng víi c¸c c«ng nghÖ kh¸c nhau, cã hai c«ng nghÖ phæ biÕn nhÊt trong vÊn ®Ò nµy, thø nhÊt lµ sù xen vµo vµ chèng ®ì, thø hai lµ ho¹t hãa axit. 1.2.4.1.Sù xen vµo vµ sù chèng ®ì Sù xen vµo lµ chÌn mét lo¹i chÊt trong líp gi÷a cña sÐt kho¸ng song vÉn b¶o toµn cÊu tróc [23], [28]. Nguyªn liÖu thu ®­îc gäi lµ ®Êt sÐt biÕn tÝnh. §o XRD chØ ra r»ng biÕn tÝnh lµm t¨ng kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c líp liÒn kÒ. Sù chèng cña sÐt kho¸ng ®­îc biÕt tíi bëi rÊt nhiÒu chÊt, hîp chÊt v« c¬ còng nh­ h÷u c¬ [76]. Trong sÐt chèng, chiÒu dµy cña hai líp silic kho¶ng 1nm nay ®­îc t¸ch ra bëi c¸c oxit ceramic víi kho¶ng c¸ch tõ nanomet cho tíi nh÷ng kÝch th­íc nhá h¬n nanomet [36]. Qu¸ tr×nh chèng th­êng ®­îc biÕt ®Õn nh­ mét c¸ch t¨ng kh¶ n¨ng tiÕp cËn cña c¸c líp ®Êt sÐt nh­ng cã quan ®iÓm ®an xen l¹i cho r»ng nh÷ng h¹t oxit æn ®Þnh lµm gi·n kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c líp sÐt ra vµi nanomet l¹i ng¨n ngõa viÖc kÕt l¹i cña c¸c líp nhê lùc t­¬ng t¸c. C¸c nhãm bÒ mÆt tiÕp xóc nhê nh÷ng oxit siªu ph©n t¸n nµy cã thÓ ®ãng vai trß quan träng trong viÖc x¸c ®Þnh sù triÓn väng vÒ tÝnh chÊt xóc t¸c vµ hÊp phô cña c¸c sÐt chèng.  H×nh 1.6: M« h×nh ®¬n gi¶n cña sÐt ch­a chèng vµ ®· chèng SÐt chèng víi c¸c oxit kim lo¹i lµ rÊt quan träng bëi v× chóng cã ®é bÒn nhiÖt cao, diÖn tÝch bÒ mÆt lín vµ b¶n chÊt ho¹t tÝnh xóc t¸c cao. Nh÷ng nguyªn liÖu nµy th­êng ®­îc chuÈn bÞ b»ng c¸ch trao ®æi ion cña c¸c cation trong khu vùc líp gi÷a cña ®Êt sÐt tr­¬ng në víi c¸c ion alkylammonium, c¸c ion phøc ®a nh©n mang c¸c phèi tö v« c¬ (phèi tö hydroxo, phèi tö chloro), c¸c ion phøc kim lo¹i lín mang c¸c phèi tö v« c¬… C¸c d¹ng xen vµo cã kh¶ n¨ng ng¨n ngõa sù sôp ®æ cña c¸c kh«ng gian líp gi÷a, chèng ®ì më c¸c líp nh­ c¸c cét, vµ t¹o thµnh kh«ng gian líp gi÷a. ë nhiÖt ®é cao, c¸c d¹ng chÊt v« c¬ xen vµo ®­îc chuyÓn hãa tõ c¸c côm oxit kim lo¹i, t¹o ra cÊu tróc vi mao qu¶n æn ®Þnh víi diÖn tÝch bÒ mÆt lín. Burch vµ Warburton [72] ®· giíi thiÖu d¹ng tetra - Zr tõ dung dÞch zirconi clorit tinh khiÕt vµo trong montmorillonite. Bªn c¹nh ®ã, Ohtsuke et al [48] ®· chØ ra r»ng c¸c lo¹i zirconi tån t¹i mét sè d¹ng ion ®a nh©n trong dung dÞch zirconi oxyclorit vµ viÖc chèng sÐt cã thÓ cho 3 d¹ng ®Êt sÐt vi mao qu¶n víi kh«ng gian líp gi÷a lÇn l­ît lµ 7 A0, 12 A0 vµ 14 A0. C¸c d¹ng chÝnh trong c¸c dung dÞch zirconi oxyclorit ë nhiÖt ®é phßng ®· ®­îc chØ ra nh­ zirconi tetra, [Zr4(OH)8+x(H2O)16-x](8-x)+, lµm cho hîp chÊt xen vµo trong kh«ng gian líp gi÷a cña sÐt t¹o kho¶ng c¸ch chèng lµ 7 A0. Sau sù polime hãa hydrolytic cña zirconi tetra trong dung dÞch, c¸c d¹ng zirconi polyme nµo tèt th­êng ®­îc cã thÓ cung cÊp c¸c hîp chÊt xen vµo víi kh«ng gian líp gi÷a ®Êt sÐt t¹o kho¶ng c¸ch chèng lµ 12 A0 vµ 14 A0. Hai lo¹i polyme t¹o thµnh c¸c líp gi÷a víi kho¶ng kh«ng gian líp gi÷a lµ 12 A0 vµ 14 A0 gåm ba côm kÝch th­íc polyme c¬ b¶n dùa trªn tetra. Pereira at al. [68] ®· sö dông zirconi chèng montmorillonite b»ng c¸ch t­¬ng tù. Kh¸c h¬n Zr4+, c¸c polycation nh­ lµ Al3+, Si4+, Ti4+, Fe3+, Cr3+ hoÆc Ga3+… còng ®· ®­îc sö dông nh­ chÊt chèng v« c¬ [10], [22], [36], [42], [44], [55]. ViÖc chèng montmorillonite víi c¸c cation ammonium bËc 4 cña d¹ng [(CH3)3NR]+ hoÆc [(CH3)3NR2]+, lµ c¸c cation TMA (tetraethylammonium), TMP (tetramethylphosphonium) vµ TMPA (trimethyl - phenylammonium) còng ®· ®­îc b¸o c¸o [41], [56]. Trong thêi gian gÇn ®©y, viÖc sö dông N, N’- didodecyl -N, N’-tetramethylethanediammonium (DEDMA) chèng montmorillonite ®· ®­îc ®­a ra [27]. SÐt ®· chèng ®­îc ph©n biÖt so víi sÐt xen kÏ th«ng th­êng ë chç c¸c mao qu¶n cña sÐt chång cã cÊu tróc néi tinh thÓ, t¹o ®iÒu kiÖn cho qu¸ tr×nh ph©n t¸ch ngang cña c¸c ph©n tö ngo¹i lai xen vµo gi÷a c¸c líp sÐt. Trong thùc tÕ, sù xen vµo sÐt sau khi chÞu sù nung nãng ë nhiÖt ®é cao võa ph¶i (nh­ 7730C) ®Ó chuyÓn ®æi c¸c polycation thµnh c¸c h¹t oxit kim lo¹i liªn kÕt chÐo víi l¸ sÐt máng, do ®ã ng¨n ngõa sù sôp ®æ cña c¸c kh«ng gian líp gi÷a vµ t¹o ra cÊu tróc xèp æn ®Þnh [10]. 1.2.4.2. Ho¹t hãa axit ViÖc xö lý sÐt kho¸ng víi c¸c axit v« c¬ cã nång ®é kh¸ cao vµ th­êng ë nhiÖt ®é cao ®­îc biÕt ®Õn lµ sù ho¹t hãa axit. ViÖc xö lý axit cña sÐt kho¸ng lµ sù ®iÒu chØnh quan träng lªn viÖc h×nh thµnh vµ phong hãa kho¸ng s¶n [21], [58]. ViÖc xö lý ®ã th­êng cã thÓ thay thÕ c¸c cation cã kh¶ n¨ng trao ®æi víi c¸c ion H+, Al3+ vµ c¸c cation kh¸c tho¸t ra khái c¶ c¸c vÞ trÝ ë tø diÖn vµ b¸t diÖn, ®Ó l¹i phÇn lín nhãm SiO4 nguyªn vÑn [16]. Qu¸ tr×nh nµy th­êng lµm t¨ng diÖn tÝch bÒ mÆt vµ tÝnh axit cña kho¸ng sÐt [38], cïng víi sù lo¹i bá mét vµi t¹p chÊt kho¸ng vµ sù hßa tan kh«ng hoµn toµn cña c¸c líp ngoµi. Sù thay ®æi diÖn tÝch bÒ mÆt vµ cÊu tróc cña ®Êt sÐt do ho¹t hãa axit phô thuéc vµo ®Æc ®iÓm cña sÐt kho¸ng, phô thuéc toµn bé thµnh phÇn hãa häc cña c¸c lo¹i sÐt kho¸ng, d¹ng cña c¸c cation gi÷a c¸c líp, c¸c d¹ng axit, nhiÖt ®é qu¸ tr×nh, thêi gian qu¸ tr×nh, vµ víi c¸c yÕu tè m«i tr­êng kh¸c [54]. Sù gi¶m mËt ®é líp b¸t diÖn cña montmorillonite ®­îc ®­a ra lµ dÉn ®Õn c¸c møc ®é ph©n hñy kh¸c nhau cña cÊu tróc phô thuéc vµo ®é bÒn riªng cña sÐt kho¸ng ban ®Çu ®èi víi sù tÊn c«ng ¨n mßn cña axit [13]. Víi sù ¨n mßn cña axit, cÊu tróc tinh thÓ cña kaolinit ®­îc biÕn ®æi thµnh cÊu tróc meta - cao lanh v« ®Þnh h×nh vµ b¸t diÖn c¸c ion Al3+ ®­îc ­u tiªn gi¶i phãng t¸ch ra tõ cÊu tróc ®Êt sÐt h×nh thµnh thªm liªn kÕt Al – OH vµ Si – OH, kh«ng lµm thay ®æi cÊu tróc kho¸ng nguyªn b¶n [32]. Sù ho¹t hãa axit theo c¸ch xö lý nhiÖt ®é còng ®· ®­îc chøng minh lµ lµm t¨ng kh¶ n¨ng hÊp phô cña ®Êt sÐt ë møc ®é tèt h¬n. Do sù biÕn ®æi phøc t¹p cña sÐt kho¸ng trong m«i tr­êng axit, tÝnh chÊt bÒ mÆt cña chóng còng bÞ thay ®æi [31]. Christidis et al. [33] ®· chØ ra r»ng viÖc xö lý bentonite víi axit hydrochloric dÉn ®Õn viÖc t¨ng diÖn tÝch bÒ mÆt cña c¸c sÐt th« lªn gÊp n¨m lÇn. ViÖc t¨ng diÖn tÝch bÒ mÆt nµy cã thÓ do sù ph©n t¸n máng c¸c oxit silicon tõ sù ph©n hñy c¸c cÊu tróc kho¸ng, sù t¸ch ra cña c¸c cÊu tö Al vµ Si v« ®Þnh h×nh, bÞt kÝn bÒ mÆt c¸c lç xèp hoÆc c¸c kh«ng gian ph©n líp, sù h×nh thµnh c¸c vÕt nøt vµ lç trèng trong bÒ mÆt. Sau sù tÊn c«ng cña axit, mét sè nhãm chøc bÒ mÆt cã tÝnh axit yÕu gi¶m trong khi ®ã sè l­îng nhãm chøc cã ®Æc tÝnh axit m¹nh ®­îc chØ ra lµ t¨ng lªn. 1.2.4.3. Mét sè cÊu tróc cña clay h÷u c¬ [94] Sù thay thÕ cña cation v« c¬ b»ng cation h÷u c¬ trªn bÒ mÆt gi÷a c¸c líp cña c¸c clay nh­ smectite hay montmorillonite sÏ lµm gi·n réng kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c líp. Tïy thuéc vµo mËt ®é ®iÖn tÝch cña clay vµ chÊt ho¹t tÝnh bÒ mÆt cation mµ sù s¾p xÕp cña chóng lµ kh¸c nhau. Nh×n chung, chiÒu dµi cña chÊt ho¹t tÝnh bÒ mÆt dµi h¬n vµ mËt ®é ®iÖn tÝch cña clay cao h¬n th× nh÷ng líp clay sÏ bÞ Ðp l¹i. §iÒu nµy lµm t¨ng thÓ tÝch bÞ chiÕm bëi nh÷ng chÊt ho¹t tÝnh bÒ mÆt. MËt ®é ®iÖn tÝch cña clay kh¸c nhau th× sù ®Þnh h­íng cña c¸c ion onium còng kh¸c nhau: monolayer, bilayer, pseudo-trilayer, hoÆc cÊu tróc parafin n»m nghiªng.  H×nh 1.7: C¸c cÊu tróc cña d¹ng clay h÷u c¬ kh¸c nhau. D­íi ®©y chóng ta sÏ t×m hiÓu kü h¬n vÒ mét lo¹i clay cã nhiÒu øng dông cho hãa häc nãi chung vµ ngµnh läc hãa dÇu nãi riªng, ®ã lµ montmorillonite hay cßn ®­îc gäi lµ sÐt tr¾ng, nã ®­îc biÕn tÝnh ®Ó lµm xóc t¸c cho qu¸ tr×nh mét sè qu¸ tr×nh trong ®ã cã isome hãa C5/C6. 1.3. Montmorillonite (sÐt tr¾ng) Nanoclay [95] cßn gäi lµ nano sÐt kho¸ng ®­îc cÊu t¹o tõ c¸c líp máng, mçi líp cã chiÒu dµy tõ mét ®Õn vµi nanomet, chiÒu dµi tõ vµi tr¨m ®Õn vµi ngh×n nanomet. Montmorillonite lµ lo¹i nanoclay ®Çu tiªn ®­îc t×m thÊy trªn thÕ giíi ë Montmorillon, Ph¸p n¨m 1874. Nã thuéc nhãm smectit, cïng víi c¸c lo¹i kho¸ng kh¸c nh­ cao lanh, palygorskit, sepiolit… lµ nh÷ng lo¹i kho¸ng quan träng trong c«ng nghiÖp. Kho¸ng smectite th­êng ®­îc gäi b»ng c¸i tªn betonite, ®©y lµ tªn mét lo¹i sÐt chøa chñ yÕu c¸c lo¹i kho¸ng nµy. Smectite lµ hä c¸c kho¸ng trong ®ã bao gåm hai lo¹i quan träng nhÊt lµ: * Natri montmorillonite. * Canxi montmorillonite. 1.3.1. CÊu tróc [50] CÊu tróc cña montmorillonite ®­îc ®­a ra bëi Marshall [15]. Montmorillonite gåm c¸c ®¬n vÞ ®­îc t¹o thµnh bëi 2 tÊm tø diÖn silic vµ 1 tÊm b¸t diÖn trung t©m lµ nh«m. TÊm tø diÖn vµ b¸t diÖn nèi víi nhau theo c¸ch c¸c ®Ønh cña tø diÖn cña tÊm silica vµ mét trong c¸c líp hydroxyl cña tÊm b¸t diÖn t¹o thµnh mét líp chung (h×nh 1.8). C¸c nguyªn tö cña líp nµy sÏ chung cho c¶ hai tÊm, trë thµnh oxy thay thÕ cho hydroxyl. Do ®ã nã ®­îc ®Ò cËp ®Õn nh­ lµ mét lo¹i kho¸ng sÐt cã ba líp víi c¸c líp T–O–T lµm nªn cÊu tróc ®¬n vÞ.  H×nh 1.8: CÊu tróc montmorillonite C¸c ®¬n vÞ Si – Al – Si ®­îc xÕp liªn tôc theo h­íng tinh thÓ (a) vµ (b) vµ ®­îc xÕp chång mét ®¬n vÞ lªn mét ®¬n vÞ kh¸c theo h­íng tinh thÓ (c). Trong viÖc xÕp chång lªn nhau cña c¸c ®¬n vÞ nµy, c¸c líp oxy cña mçi ®¬n vÞ ®­îc ®Æt s¸t víi oxy cña c¸c ®¬n vÞ liÒn kÒ. §ã lµ nguyªn nh©n g©y ra mét liªn kÕt rÊt yÕu vµ rÊt dÔ t¸ch ra gi÷a c¸c ®¬n vÞ. TÝnh n¨ng næi bËt cña cÊu tróc clay nµy lµ: n­íc vµ c¸c ph©n tö cã cùc cã thÓ xen vµo gi÷a lµm cho m¹ng l­íi më réng ra theo h­íng (c). Do ®ã, kÝch th­íc trôc ‘c’ trong c¸c lo¹i montmorillonite cã gi¸ trÞ nhá nhÊt lµ tõ 9,6 A0 khi kh«ng cã nguyªn tö ph©n cùc xen gi÷a c¸c líp ®¬n vÞ vµ c¸c líp ë trªn. Kh«ng gian trôc ‘c’ (®é dµy cña mçi líp nanoclay) còng thay ®æi tïy thuéc vµo c¸c cation cã mÆt xen gi÷a c¸c líp silic. Kho¶ng c¸ch c¬ së (kho¶ng c¸ch c¬ b¶n) gi÷a hai líp nanoclay chÝnh b»ng tæng ®é dµi cña chiÒu dµy mét líp nanoclay víi kho¶ng c¸ch gi÷a hai líp nanoclay (gäi t¾t lµ kho¶ng c¸ch d). §é dµy tinh thÓ tõ 300 A0 ®Õn vµi (m hoÆc lín h¬n, tïy thuéc loai silicate.  H×nh 1.9. Montmorillonite. C«ng thøc cña montmorillonite lµ: (Si7,8Alo,2)IV(Al3,4Mg0,6)VIO20(OH)4 vµ thµnh phÇn lý thuyÕt kh«ng cã nguyªn liÖu lµ: SiO2 66,7%, Al2O3 28,3%, H2O 5%. C«ng thøc ë trªn cho thÊy r»ng ë ®©y cã sù thay thÕ Si4+ b»ng Al3+ trong líp tø diÖn vµ Al3+ b»ng Mg2+ trong líp b¸t diÖn. Do ®ã ®iÖn tÝch líp m¹ng montmorillonite lµ: [7,8 (+4)] + [0,2 (+3)] + [3,4 (+3)] + [0,6 (+2)] + [20 (-2)] + [4 (-1)] = - 0,8 ®iÖn tÝch/®¬n vÞ líp. KÕt qu¶ ®iÖn tÝch ©m ®­îc trung hßa bëi c¸c cation cã kh¶ n¨ng trao ®æi hÊp phô gi÷a c¸c líp ®¬n vÞ vµ xung quanh c¸c c¹nh cña chóng. Montmorillonite lµ mét lo¹i sÐt kho¸ng víi sù thay thÕ c¸c chÊt ®ång h×nh. C¸c cation cã kh¶ n¨ng trao ®æi chÊt trong líp 2:1 cã ®iÖn tÝch ©m c©n b»ng ®­îc sinh ra bëi sù thay thÕ ®ång h×nh. C¸c lùc hÊp thô cña c¸c cation trao ®æi lµ nhanh vµ c¸c cation nh­ Na+ vµ Ca2+ t¹o thµnh c¸c phøc khèi cÇu ë phÝa ngoµi bÒ mÆt mµ rÊt dÔ trao ®æi víi c¸c ion tan bëi cÊu t¹o c¸c cation trong dung dÞch hay thay ®æi. Thªm vµo viÖc trao ®æi cation cßn cã sù thay ®æi pH phô thuéc vµo sù hÊp thô cña c¸c kim lo¹i trªn montmorillonie. Qu¸ tr×nh hÊp phô, c¸c ion hÊp thô lµ liªn kÕt víi bÒ mÆt ®Êt sÐt b»ng c¸ch chia sÎ mét hoÆc mét vµi phèi tö (th­êng lµ oxy) víi c¸c cation hÊp thô nh­ c¸c phøc t¸ch ra. Cïng víi sù t¨ng pH hay nång ®é c¸c cation hÊp phô, kÕt tña kim lo¹i cã thÓ x¶y ra [73]. Trong cÊu tróc montmorillonite, sù tr­¬ng líp gi÷a x¶y ra khi nã tiÕp xóc víi n­íc. C¸ch thøc tr­¬ng në phô thuéc vµo hãa trÞ vµ b¸n kÝnh nguyªn tö cña c¸c cation trao ®æi. C¸c nguyªn tö Al vµ Si ph¬i ra ë c¸c ®Ønh tinh thÓ lµ mét phÇn thñy ph©n tõ c¸c nhãm silanol (SiOH) vµ aluminol (AlOH). C¸c vÞ trÝ ®Ønh ch­a b·o hßa nµy ®­îc ph¶n øng nhiÒu h¬n nhiÒu so víi c¸c ®Ønh c¬ b¶n b·o hßa [14]. Trong montmoriilonite, sù hÊp phô cã thÓ x¶y ra gi÷a c¸c vÞ trÝ ®Ønh mµ dÉn tíi t¹o thµnh c¸c phøc cÇu kim lo¹i bªn trong, vµ ë c¸c vÞ trÝ bªn trong mÆt ph¼ng cu¶ kho¸ng sÐt mµ kÕt qu¶ lµ phøc cÇu kim lo¹i bªn ngoµi. 1.3.2. C¸c th«ng sè vËt lý [95] Khèi l­îng ph©n tö (g/ mol): 540,46 (g/mol). Tû träng trung b×nh (g/cm3): 2,35 HÖ tinh thÓ Monoclinic. DiÖn tÝch bÒ mÆt (m2/g): 61,9 ( 3.1 [86] DiÖn tÝch bÒ mÆt BET (m2/g): 35,1 [70] ThÓ tÝch lç xèp (cm3/g): 0,12 ( 0,006 [86] §é cøng Mohs ë 200C: 1,5 – 2,0 Mµu s¾c tr¾ng, vµng. §Æc tÝnh: tinh thÓ tr­¬ng lªn nhiÒu lÇn khi hÊp thô n­íc. Kh¶ n¨ng trao ®æi cation (CEC): 110 (meq/ 100g) ChiÒu dµi h¹t: 100 – 150 (nm) C«ng thøc hãa häc: Mx(Al4-xMgx)Si8O20(OH)4 víi x lµ møc thay thÕ ®ång h×nh tõ 0,5 – 1,3. Mét sè tµi liÖu c«ng bè thµnh phÇn hãa häc cña montmorillonite cã: Al = 9,98% ; Si = 20,78% ; H = 4,10% ; O = 65,12% 1.3.3. TÝnh chÊt ®Æc tr­ng cña montmorillonite [94] Kh¶ n¨ng chÞu bøc x¹ h¹t nh©n: Khi chiÕu x¹ trung t©m ho¹t ®éng A (Si-O) vµ B (Al – O – Al) xuÊt hiÖn ë kho¸ng montmorillonite thÊp h¬n ë c¸c kho¸ng sÐt kh¸c. Sù xuÊt hiÖn c¸c t©m ho¹t ®éng lµm kho¸ng cã bÒ mÆt riªng t¨ng vµ thay ®æi tÝnh tan. Montmorillonite cã cÊu tróc 2:1 cã Ýt sù thay ®æivµ chÞu bøc x¹ h¹t nh©n tèt h¬n kho¸ng kaoline cã cÊu tróc 1:1. Sù ph¸ hñy montmorillonite khi bÞ chiÕu x¹ víi bøc x¹ liÒu cao chñ yÕu do viÖc mÊt ®i c¸c ion Si4+ h¬n Al3+. KÝch th­íc h¹t: kÝch th­íc h¹t cña ®Êt sÐt phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn sÊy, ®­îc x¸c ®Þnh b»ng ph­¬ng ph¸p BET th«ng qua hÊp thô khÝ N2 hoÆc t¸n x¹ laser trong m«i tr­êng ch©n kh«ng. KÝch th­íc h¹t quyÕt ®Þnh diÖn tÝch bÒ mÆt riªng cña ®Êt sÐt, quan träng h¬n lµ kh¶ n¨ng trao ®æi ion. §Êt sÐt võa thÓ hiÖn tÝnh axit Bronsted lÉn axit Lewis. TÝnh axit Bronsted do c¸c nhãm –OH ë bÒ mÆt g©y nªn. TÝnh axit Lewis do ion Al3+ g©y nªn. §é bÒn nhãm cho tÝnh axit Bronsted phô thuéc vµo thµnh phÇn sÐt. ChØ sè axit lu«n thÊp h¬n gi¸ trÞ CEC cho thÊy dung m«i kh«ng ph©n cùc trong c¸c khe hë cña líp sÐt kh«ng lµ m«i tr­êng hiÖu qu¶ cho c¸c ph¶n øng axit – baz¬. TÝnh axit ë bÒ mÆt gi¶m khi l­îng n­íc tù do cã trong sÐt cao. C¸c nhãm nhËn ®iÖn tö hay g©y oxy hãa còng ®Þnh khu ë bê cÊu tróc tÊm tinh thÓ sÐt. Nhãm nµy do ion Fe3+ trong mÆt tinh thÓ t¹o nªn. C¸c cation kim lo¹i ®a hãa trÞ nh­ Cu2+, Ag+, Fe3+ hay Ru3+ lµm tÝnh sÐt cã tÝnh khö. T­¬ng t¸c bÒ mÆt r¾n cña ®Êt sÐt víi ph©n tö chÊt h÷u c¬ phô thuéc vµo tÝnh kþ n­íc. TÝnh chÊt ­a hoÆc kþ n­íc cña bÒ mÆt phô thuéc vµo viÖc chän lùa hîp lý cation cã thÓ trao ®æi ®­îc. Kh¶ n¨ng t¹o cÊu tróc xèp rçng 3 chiÒu. CÊu tróc nµy mang ®Æc tÝnh nh­ zeolite. Qu¸ tr×nh thùc hiÖn biÕn ®æi cÊu tróc kho¸ng sÐt sang cÊu tróc rçng xèp ®­íc øng dông réng r·i do cã cÊu tróc 2:1, mËt ®é ®iÖn t­¬ng ®èi thÊp, cã cation trao ®æi ban ®Çu cã ®iÖn tÝch lín. Kh¶ n¨ng hÊp thô: nhê cã c¸c nhãm chøc ë bê vµ bÒ mÆt ph©n bè ®Òu, nªn nã cã kh¶ n¨ng hÊp phô ®­îc nhiÒu chÊt h÷u c¬: hä xeton, kim lo¹i nÆng… Kh¶ n¨ng xóc t¸c do nã cã thÓ trao ®æi c¸c cation kh¸c nhau t¹o thµnh chÊt xóc t¸c cho nhiÒu qu¸ tr×nh. C¸c hiÖn t­îng vËt lý víi n­íc: Sù r·: lµ hiÖn t­îng ®Êt sÐt bÞ mÒm ra vµ cuèi cïng t¹o thµnh khèi mÒm nh·o. HiÖn t­îng nµy t¹o ra ®Êt sÐt ë d¹ng paste (hå), ®Ó r· tèt ng­êi ta dïng n­íc cã khuÊy trén. Sù r· th­êng kÌm theo sù t¨ng thÓ tÝch vµ nhiÖt ®é khèi vËt liÖu. Sù tr­¬ng: lµ hiÖn t­îng t¨ng thÓ tÝch khi ®Êt sÐt ng©m trong n­íc. Nguyªn nh©n lµ do sù hÊp thô n­íc vµo t¹o m¹ng tinh thÓ, ®Æc biÖt lµ ®èi víi m¹ng tinh thÓ cña kho¸ng montmorillonite cã kh¶ n¨ng tr­¬ng ®­îc. L­îng sÐt tr­¬ng ®­îc cßn phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè: Lo¹i vµ l­îng kho¸ng hiÖn diÖn trong ®Êt sÐt. Nh÷ng ion cã kh¶ n¨ng trao ®æi kÕt hîp víi ®Êt sÐt. H×nh d¸ng vµ kÝch th­íc h¹t. CÊu t¹o cña khèi sÐt. C¸c muèi tan trong n­íc. C¸c phô gia thªm vµo khèi sÐt ®· tr­¬ng. §Êt sÐt cã thÓ tr­¬ng trong c¸c dung m«i h÷u c¬. §Æc biÖt ®èi víi amin bÐo th× hiÖu qu¶ tr­¬ng cao h¬n do nã cã d©y alkyl dµi tõ 10 nguyªn tö cacbon trë lªn. Montmorillonite ®· gi·n në th× cã kh¶ n¨ng hÊp thô cao vµ cã c¸c ®Æc ®iÓm, tÝnh chÊt kh¸c cã gi¸ trÞ. NhiÖt Èm: lµ hiÖn t­îng ph¸t sinh nhiÖt khi sÐt trén víi n­íc hay c¸c dung m«i h÷u c¬. NhiÖt Èm nµy cßn ®­îc gäi lµ hiÖu øng Pouillet. øng dông cña ba hiÖn t­îng r·, tr­¬ng vµ sinh nhiÖt Èm lµ: T¸c dông tÈy: lµm gi¶m søc c¨ng bÒ mÆt cña n­íc. øng dông cña tÝnh chÊt nµy lµ t¹o thµnh hçn hîp cña ®Êt sÐt víi xµ phßng, cã cïng t¸c dông tÈy röa nh­ xµ phßng, thªm ®Êt sÐt vµo ®Ó h¹ gi¸ thµnh. T¸c dông chuyÓn sang thÓ nhò t­¬ng: ®Êt sÐt cã ho¹t tÝnh chuyÓn thµnh thÓ nhò t­¬ng rÊt m¹nh, nghÜa lµ hçn hîp dÇu vµ n­íc sÏ nhanh chãng t¸ch pha vµ duy tr× thÓ nhò t­¬ng khi cho kho¶ng 1% ®Êt sÐt vµo. 1.3.4. SÐt (montmorillonite) chèng vµ øng dông Ngµy nay xu h­íng nghiªn cøu t×m ra xóc t¸c míi trong c«ng nghiÖp lµ ph¶i ®¸p øng ®­îc c¸c yªu cÇu sau: Gi¸ thµnh rÎ. Cã ho¹t tÝnh xóc t¸c cao, æn ®Þnh. Cã ®é chän läc cao. Thêi gian sèng cña xóc t¸c ph¶i dµi. Cã ®é bÒn nhiÖt, bÒn hãa häc, c¬ häc cao. Xóc t¸c ph¶i dÔ ®iÒu chÕ vµ cã kh¶ n¨ng t¸i sinh. Xóc t¸c ph¶i Ýt ®éc víi ng­êi. Theo nh­ c¸c yªu cÇu ë trªn th× sÐt kho¸ng hoµn toµn ®ñ kh¶ n¨ng ®Ó lµm xóc t¸c trong c«ng nghiÖp do gi¸ thµnh rÎ tuy cã vµi chi phÝ ph¸t sinh nh­ ®Ó ho¹t hãa axit th× gi¸ thµnh nã vÉn rÎ h¬n nhiÒu zeolite, nã cã m«i tr­êng t­¬ng thÝch, ®é chän läc cao, cã thÓ t¸i sö dông, ho¹t ®éng ®¬n gi¶n. Tuy nhiªn nã vÉn cßn mét sè nh÷ng nh­îc ®iÓm nh­ tæng thÓ tÝch lç xèp cña Na – montmorillonite lµ nhá chØ kho¶ng 0,12 ( 0,006 cm3/g [86] vµ ®Ó c¶i thiÖn, æn ®Þnh c¸c lç xèp cña sÐt kho¸ng lµ ta chèng. SÐt chèng t¨ng diÖn tÝch bÒ mÆt, thÓ tÝch lç xèp, t¨ng ®é bÒn khung cña sÐt, bÒn nhiÖt (tïy thuéc vµo chÊt chèng), c¶i thiÖn ®­îc ho¹t tÝnh xóc t¸c ®Ó t¨ng kh¶ n¨ng hÊp phô vµ xóc t¸c cña chóng, gióp c¸c ph©n tö ngo¹i lai dÔ th©m nhËp vµo trong c¸c líp cña sÐt h¬n, nhÊt lµ ®èi víi ph¶n øng isome hãa th× chóng ta l¹i cµng cÇn ph¶i chèng v× ph¶n øng isome hãa lµ ph¶n øng mµ t¹o ra c¸c ph©n tö m¹ch nh¸nh nªn ®Ó thùc hiÖn ®­îc ph¶n øng vµ cho c¸c ph©n tö iso cã thÓ chui ra ®­îc khái mao qu¶n.  H×nh 1.10. Sù x©m nhËp cña c¸c ph©n tö ngo¹i lai vµo gi÷a hai líp sÐt. 1.3.4.1. Trong lÜnh vùc m«i tr­êng SÐt kho¸ng vµ biÕn tÝnh cña lµ chÊt hÊp phô tèt c¸c kim lo¹i nÆng nh­ As, Cd, Cr, Co, Fe, Pb, Mn, Ni, Zn ë d¹ng ion ra khái n­íc trung tÝnh do cã tån t¹i c¸c t©m ho¹t ®éng bÒ mÆt nh­ t©m axit Bronsted, axit Lewis vµ t©m trao ®æi ion. ChÝnh v× thÕ nã ®­îc sö dông trong kÕ ho¹ch xö lý n­íc [50]. Benzen lµ mét trong nh÷ng nguyªn liÖu g©y « nhiÔm vµ ¶nh h­ëng tíi søc kháe con ng­êi. Nã lµ chÊt dÔ bay h¬i ®­îc sö dông trong c¸c ngµnh kh¸c nhau nh­ hãa chÊt, hãa dÇu, s¬n, c«ng nghiÖp m¹ vµ s¶n xuÊt thÐp [24]. V× thÕ xóc t¸c oxi hãa benzene ®Ó lµm gi¶m sù bay h¬i cña chóng lµ kü thuËt triÓn väng nhÊt vµ ®­îc nhiÒu ng­êi nghiªn cøu [34], [45], [77], [93]. Ng­êi ta dïng Al chèng sÐt tÈm Pd (kim lo¹i quý), sÐt chèng cã diÖn tÝch bÒ mÆt lín dÔ ph©n t¸n kim lo¹i quý. Chóng ®­îc sö dông lµm xóc t¸c cho ph¶n øng oxi hãa s©u benzene ë nång ®é thÊp (130 – 160 ppm) víi nhiÖt ®é 2500C, ho¹t tÝnh xóc t¸c cao, ®é chuyÓn hãa benzene lµ 90% [86]. HiÖn nay vÊn ®Ò n­íc th¶i tõ c¸c hé gia ®×nh, n«ng nghiÖp, c¸c ho¹t ®éng c«ng nghiÖp ®ang ®­îc kiÓm so¸t rÊt nghiªm ngÆt v× nã gåm nhiÒu chÊt h÷u c¬ cã nguy c¬ ®éc h¹i cao d­íi d¹ng dung dÞch lo·ng (vÝ dô nh­ phenol, c¸c chÊt thÕ cña phenol, axit oxalic, axit axetic, thuèc trõ s©u, thuèc diÖt cá…). ChÝnh v× thÕ qu¸ tr×nh Fenton ®­îc chøng minh lµ ®¸ng tin cËy t¹o ra chÊt oxi hãa m¹nh vµ gèc –OH mµ rÊt cã Ých trong lÜnh vùc c¶i thiÖn m«i tr­êng, kh«ng cã c¸c vi khuÈn g©y « nhiÔm. Ph¶n øng Fenton truyÒn thèng lµ sö dông xóc t¸c ®ång thÓ víi nång ®é Fe cao (th­êng > 10mg/l) råi sau ®ã l¹i ph¶i lo¹i bá Fe vµ còng t¹o ra n­íc th¶i. H¬n n÷a nã yªu cÇu ®iÒu kiÖn axit, ®iÓn h×nh lµ pH nhá h¬n 3 mµ ®iÒu ®ã bÊt lîi trong thùc tÕ v× ®ßi hái chi phÝ cho sù axit hãa suèt qu¸ tr×nh vµ trung hßa sau khi xö lý. V× thÕ xóc t¸c Fe cè ®Þnh lµ mét môc tiªu quan träng ph¶i nghiªn cøu ®Ó thóc ®Èy qu¸ tr×nh Fenton dÞ thÓ d­íi ®iÒu kiÖn axit bÐ h¬n. Do ®ã, xóc t¸c ®Êt sÐt kh«ng ®¾t l¹i cã s½n nhiÒu ®­îc sö dông lµm chÊt nÒn cè ®Þnh Fe trong kh«ng gian c¬ b¶n cña cÊu tróc líp vµ ®­îc sö dông trong ph¶n øng oxi hãa Fenton phenol b»ng H2O2. Ng­êi ta sö dông Fe-Al, Fe-Zr chèng sÐt nh»m gi¶m l­îng Fe cã trong n­íc th¶i vµ ®iÒu kiÖn axit bÐ h¬n so víi xóc t¸c ®ång thÓ trong ph¶n øng Fenton [60]. Ngoµi ra ng­êi ta ®· t×m ra xóc t¸c Al vµ Al-Ce-Fe chèng sÐt lµ chÊt xóc t¸c cã hiÖu qu¶ trong viÖc t¨ng n¨ng suÊt oxi hãa. Trong qu¸ tr×nh oxi hãa Èm vµ lÇn l­ît cung cÊp c¸c lîi Ých lín h¬n. Xóc t¸c ho¹t ®éng m¹nh cho ®é chuyÓn hãa phenol 100% trong giê ®Çu tiªn cña ph¶n øng vµ ®é chän läc cña xóc t¸c (55% cho CO2) trong c¶ qu¸ tr×nh oxi hãa phenol t¹i 200C d­íi ¸p suÊt khÝ quyÓn [40]. Råi c¶ p-nitrophenol lµ chÊt g©y « nhiÔm n­íc v× nã ®­îc sö dông réng r·i trong n«ng nghiÖp, thuèc nhuém/ chÊt nhuém, polymer kü thuËt, d­îc phÈm, diÖt nÊm cho da, s¶n phÈm tæng hîp h÷u c¬. ChÊt xóc t¸c sö dông HDTMA+ (hexadecyl tri methylammonium) chèng sÐt ®Ó hÊp phô p-nitrophenol lµm gi¶m nång ®é cña chóng trong n­íc th¶i ®Ó ®¹t tíi giíi h¹n cho phÐp [71]. 1.3.4.2. Trong lÜnh vùc hãa häc – hãa dÇu Montomorillonite cã cÊu tróc 2: 1 [4] (hai líp tø diÖn silic liªn kÕt víi mét líp b¸t diÖn nh«m) rÊt dÔ dµng h×nh thµnh víi c¸c polime hydroxi kim lo¹i hay hçn hîp kim lo¹i ®Ó t¹o thµnh sÐt chèng [4], [29], [43], [46]. §ã lµ mét lo¹i vËt liÖu vi xèp, cã tÝnh axit nh­ sÐt vµ tÝnh xóc t¸c axit [29]. VÒ mÆt lý thuyÕt, kho¶ng c¸ch lín gi÷a c¸c líp sÐt thu ®­îc b»ng c¸ch chèng b»ng c¸c polymer hydroxit cation cho phÐp c¸c ph©n tö cång kÒnh ®i vµo trong kh«ng gian gi÷a c¸c líp v× thÕ sÐt chèng cã gi¸ trÞ sö dông trong läc hãa dÇu ®Ó xö lý c¸c phÇn dÇu nÆng [29]. Song cho ®Õn nay, h­íng sö dông nµy cßn bÞ h¹n chÕ do ®é bÒn nhiÖt cña sÐt chèng kh«ng cao l¾m [29]. C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y cho thÊy sù chuyÓn hãa h÷u c¬ x¶y ra trong kh«ng gian gi÷a c¸c líp sÐt tù nhiªn rÊt phong phó [43]. Ng­êi ta thÊy r»ng sÐt chèng cã kh¶ n¨ng xóc t¸c cho cracking cumen [52], n-heptan [83], ankyl hãa hydrocacbon th¬m, ®ång ph©n hãa c¸c hydrocacbon n-parafin, este hãa cacboxylic víi ancol [26], ph©n bè l¹i toluene [53], oxi hãa propylene thµnh axeton [20]… Vµ montmorillonite ®· ®­îc nghiªn cøu chèng bëi c¸c polymer hydroxit kim lo¹i nh­ Al-Fe, Al-Fe-Cr vµ Al-Cr nh»m sö dông lµm xóc t¸c cho ph¶n øng chuyÓn hãa toluene [6]. Ngµy nay ph¶n øng ghÐp ®«i cacbon – cacbon Herk gi÷a c¸c dÉn xu¸t halogen cña hydrocacbon th¬m víi c¸c anken ®Çu m¹ch nh­ styrene vµ dÉn xuÊt cña nã ®­îc xem lµ mét trong nh÷ng ph¶n øng quan träng nhÊt cña ngµnh s¶n xuÊt d­îc phÈm, s¶n xuÊt hãa chÊt cao cÊp còng nh­ c¸c vËt liÖu kü thuËt cã tÝnh n¨ng cao [25], [37]. Sö dông ph¶n øng nµy cïng víi nh÷ng ph¶n øng ghÐp ®«i carbon – carbon kh¸c, cã thÓ x©y dùng ®­îc nh÷ng bé khung carbon phøc t¹p tõ nh÷ng ph©n tö ®¬n gi¶n. Ph¶n øng Heck th­êng sö dông xóc t¸c Pd ë d¹ng ®ång thÓ hoÆc dÞ thÓ trong ®ã xóc t¸c Pd dÞ thÓ ®ang ®­îc quan t©m do vÊn ®Ò t¸ch vµ tinh chÕ s¶n phÈm dÔ dµng h¬n còng nh­ xóc t¸c dÞ thÓ sÏ cã kh¶ n¨ng thu håi vµ t¸i sö dông tèt h¬n [47]. Ngoµi ra, viÖc sö dông xóc t¸c Pd dÞ thÓ cßn h¹n chÕ ®­îc vÊn ®Ò s¶n phÈm bÞ nhiÔm vÕt kim lo¹i nÆng tõ xóc t¸c, lµ mét yªu cÇu nghiªm ngÆt cña ngµnh s¶n xuÊt d­îc phÈm. Do Pd lµ kim lo¹i quý, rÊt ®¾t v× thÕ cho nªn ng­êi ta sö dông montmorillonite (gi¸ rÎ, s½n cã) lµm chÊt mang trao ®æi ion Pd2+ ®Ó lµm xóc t¸c cho ph¶n øng ghÐp ®«i Heck gi÷a iodobenzen vµ styrene. Xóc t¸c ®iÒu chÕ ®­îc cã ho¹t tÝnh cao trong ph¶n øng ghÐp ®«i Heck gi÷a iodobenzen vµ styrene ®¹t ®é chuyÓn hãa 96% (trong ®ã tû lÖ s¶n phÈm trans-stiben: 1,1- diphenyl etylen vµo kho¶ng 88:12) sau 6h ph¶n øng víi ®iÒu kiÖn dung m«i ph¶n øng lµ DMF (dimetyl formamid), hµm l­îng xóc t¸c lµ 0,5 mol%, nhiÖt ®é ph¶n øng 1200C, baz¬ sö dông lµ Na2CO3. Xóc t¸c ®iÒu chÕ nµy cßn cã kh¶ n¨ng thu håi vµ t¸i sö dông [2]. Ph¶n øng oxi hãa aniline [67] lµ mét ph¶n øng quan träng ®Ó tæng hîp c¸c dÉn xuÊt chøa oxy cña nã nh­ hîp chÊt hydroxylamine, nitoso, nitro, azo vµ azoxy. Trong ®ã nitroso vµ azoxy cã vai trß rÊt quan träng ®Æc biÖt nh­ tæng hîp c¸c hîp chÊt trung gian h÷u Ých. Hydrocacbon aromatic nitroso ®­îc sö dông trong l­u hãa cao su, bÒn hãa (æn ®Þnh) c¸c chÊt chèng oxy hãa trong dÇu nhên (Zengel, 1983), trong khi ®ã azoxybenzen ®­îc sö dông lµm thuèc nhuém, c¸c chÊt khö, hîp chÊt æn ®Þnh vµ c¸c chÊt øc chÕ qu¸ tr×nh polime hãa. Vµi dÉn xuÊt cña azoxybenzen ®­îc sö dông nh­ thñy tinh láng (tinh thÓ láng) trong mµn h×nh ®iÖn tö vµ thuèc ch÷a bÖnh (Sakuae et al., 1993). Do ®ã mét lo¹t c¸c ph­¬ng ph¸p oxi hãa (c¶ ®ång thÓ vµ dÞ thÓ) sö dông theo c¸c h­íng hÖ sè tû l­îng vµ xóc t¸c ®­îc ®­a ra, vÝ dô: arylamine cã thÓ oxy hãa víi c¸c chÊt oxy hãa tû l­îng nh­ peracetic axit (White and Emmons, 1962) MnO2 (Wheeler and Gonzalez, 1964), Pb(OAc)4 (Baumgarten et al., 1965) vµ Hg(OAc)2 (Wenkert and Wickberg, 1962). Oxi hãa aniline trong ph¶n øng ®ång thÓ (trong m«i tr­êng trung tÝnh) ®· ®­îc thùc hiÖn trªn sù chuyÓn hãa c¸c phøc kim lo¹i cña titanium, vanadium (Sheldon and Dakka, 1994), s¾t (Huang et al., 2001) vµ c¸c phøc chÊt cña molyp®en (Tollari et al., 1993). Trong ph¶n øng dÞ thÓ trung tÝnh, c¸c d¹ng ph©n tö r©y (Selvam and Ramaswamy, 1996 vµ Waghmode et al., 2001) vµ mesoporous silic bao gåm nanometric ph©n t¸n oxit titanium (Tuel and Hubert-Pfalzgraf, 2003) ®· chØ ra ¶nh h­ëng ho¹t tÝnh xóc t¸c cña chóng tíi qu¸ tr×nh oxy hãa aniline thµnh azoxybenzen. Ti chèng sÐt gi¶m sù tho¸i biÕn quang hãa cña c¸c hîp chÊt h÷u c¬ trong n­íc (Ooka et al., 2003) vµ c¸c ph¶n øng oxi hãa (Del Castillo et al., 1996). Ti chèng sÐt lµm xóc t¸c ho¹t ®éng cho ph¶n øng oxi hãa aniline ë nhiÖt ®é phßng b»ng H2O2 ®é chuyÓn hãa, s¶n phÈm phô thuéc dung m«i, nång ®é chÊt oxi hãa, nång ®é chÊt xóc t¸c vµ thêi gian ph¶n øng [66]. ChÊt xóc t¸c nµy cßn ®­îc sö dông cho ph¶n øng etyl hãa benzene cho ®é chän läc etylbenzen 100% lo¹i bá c¸c s¶n phÈm nh­ toluene, xylen, styrene vµ cumen so víi c¸c chÊt xóc t¸c tr­íc ®©y [65]. Ngoµi ra cßn cã Al chèng sÐt lµm xóc t¸c cho qu¸ tr×nh hydrotreating (Albertazzi et al., 2005), Fe chèng sÐt cho ph¶n øng dehydro hãa etylbenzen (Huerta et al., 2003)… 1.4. TÝnh chÊt cña zirconi sunfat hãa 1.4.1. Zirconi sunfat hãa (ZrO2/SO42-) Zirconi sunfat hãa lµ mét lo¹i superaxit r¾n. Superaxit r¾n ®­îc ®Þnh nghÜa lµ mét vËt liÖu r¾n cã c­êng ®é axit m¹nh h¬n c¶ H2SO4 100% (H0 ≤ -11,9), ZrO2/SO42- cã c­êng ®é axit cao nhÊt ®­îc ®o theo ph­¬ng ph¸p sö dông chÊt chØ thÞ t­¬ng øng lµ: H0 ≤ -16,0, nã cã tiÒm n¨ng sö dông trong c«ng nghiÖp cho qu¸ tr×nh ®ång ph©n hãa c¸c hydrocacbon, ankyl hãa, ete hãa… ZrO2/SO42- ®­îc ®iÒu chÕ chñ yÕu theo ph­¬ng ph¸p sunfat hãa Zr(OH)4 ë d¹ng v« ®Þnh h×nh, sau khi nung ë nhiÖt ®é thÝch hîp sÏ thu ®­îc zirconi sunfat hãa ho¹t tÝnh. Zr(OH)4 khi nung mÊt n­íc ë nhiÖt ®é cao sÏ t¹o ra ZrO2 cã c¶ hai d¹ng cÊu tróc pha tø diÖn nghiªng vµ ®¬n nghiªng (cã diÖn tÝch bÒ mÆt riªng nhá kh«ng thÝch hîp lµm xóc t¸c). Sù cã mÆt cña ion SO42- trong cÊu tróc tinh thÓ lµm bÒn hãa pha tø diÖn nghiªng, h¹n chÕ sù chuyÓn sang d¹ng ®¬n nghiªng, do ®ã ng­êi ta th­êng sö dông Zr(OH)4 ®Ó sunfat hãa tr­íc khi nung mµ kh«ng sö dông ZrO2. H¬n n÷a, nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu còng ®· chØ ra r»ng khi sunfat hãa trªn nÒn Zr(OH)4 sÏ cho diÖn tÝch bÒ mÆt riªng lín vµ sù mÊt m¸t l­u huúnh trong qu¸ tr×nh nung nhá h¬n so víi khi ®­îc thùc hiÖn trªn nÒn ZrO2. 1.4.2. TÝnh chÊt cña ZrO2/SO42- Theo mét sè t¸c gi¶ th× t©m axit Lewis ®ãng vai trß quan träng vµ liªn quan trùc tiÕp ®Õn ho¹t tÝnh axit. Tû lÖ gi÷a t©m axit Bronsted vµ t©m Lewis trªn xóc t¸c ZrO2/SO42- cã ¶nh h­ëng lín ®Õn chÊt l­îng xóc t¸c. GÇn ®©y, mét sè kÕt qu¶ nghiªn cøu cho biÕt tû lÖ t©m axit Bronsted/ Lewis phô thuéc vµo ph­¬ng ph¸p ®iÒu chÕ, møc ®é hydrat hãa, tû lÖ % axit trªn chÊt mang vµ quan träng nhÊt lµ chÕ ®é nung. NhiÒu t¸c gi¶ còng chøng minh r»ng ZrO2 ®­îc ®iÒu chÕ tõ qu¸ tr×nh nung Zr(OH)4 ë 5500C sÏ t¹o nªn c¸c cÆp axit-baz¬ Lewis nµy, vµ khi ®­îc ho¹t hãa bëi c¸c ion sunfat giµu electron cïng víi qu¸ tr×nh nung sÏ t¹o ra c¸c t©m Lewis m¹nh. Ng­êi ta dïng ph­¬ng ph¸p gi¶i hÊp Piridin nh»m kh¶o s¸t b¶n chÊt t©m axit cña ZrO2/SO42-, tuy nhiªn kÕt qu¶ nhËn ®­îc l¹i kh«ng phï hîp víi kÕt qu¶ thùc nghiÖm thu ®­îc. Do ®ã kh«ng thÓ dïng ph­¬ng ph¸p hÊp phô vµ gi¶i hÊp Piridin ®Ó ®¸nh gi¸ chÝnh x¸c c­êng ®é axit m¹nh cña ZrO2/SO42-. B»ng kü thuËt ph©n tÝch TPD- hÊp phô vµ gi¶i hÊp NH3 ®· ®¸nh gi¸ ®­îc tæng sè t©m axit m¹nh vµ c­êng ®é axit r¾n. KÕt qu¶ NH3-TPD cña ZrO2/SO42- cho thÊy t©m axit rÊt m¹nh vµ ®ång nhÊt xuÊt hiÖn ë nhiÖt ®é gi¶i hÊp xÊp xØ 5420C. Mèi quan hÖ gi÷a sè t©m axit m¹nh vµ ho¹t tÝnh xóc t¸c trong qu¸ tr×nh isome hãa cho thÊy thµnh phÇn xóc t¸c ZrO2/SO42- cã ho¹t tÝnh cao, ®é chän läc tèt, phï hîp víi qu¸ tr×nh isome hãa nãi chung. 1.5. Pt/ Montmorillonite/ ZrO2/ SO42- Isome hãa lµ qu¸ tr×nh s¾p xÕp l¹i cÊu tróc ph©n tö vµ hÇu hÕt ®Òu sö dông chÊt xóc t¸c. ChÊt xóc t¸c sö dông cho qu¸ tr×nh isome hãa lµ lo¹i chÊt xóc t¸c thóc ®Èy ph¶n øng t¹o c¸c ion cacboni, nªn tr­íc hÕt nã ph¶i cã tÝnh axit. MÆt kh¸c, nhiÖt ®é thÊp thÝch hîp cho ph¶n øng isome hãa n- parafin, nªn thùc hiÖn ph¶n øng ë ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é thÊp lµ mong muèn ®ång thêi t¸ch s¶n phÈm ®¬n gi¶n v× c¸c iso – parafin cã nång ®é cao. ChÊt xóc t¸c cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn ph¶n øng ë nhiÖt ®é thÊp lµ c¸c chÊt xóc t¸c ë pha láng, song do cã nhiÒu nh­îc ®iÓm nªn chÊt xóc t¸c lo¹i nµy dÇn dÇn ®­îc thay thÕ vµ ngµy nay ng­êi ta hay dïng xóc t¸c l­ìng chøc. ChÊt xóc t¸c pha láng: ChÊt xóc t¸c pha láng lµ hÖ xóc t¸c ®ång thÓ (HF-SbF5, AlCl3-HCl) cã kh¶ n¨ng ph¶n øng ë nhiÖt ®é thÊp (d­íi 1500C) vµ cã ®é chuyÓn hãa cao, ë kho¶ng nhiÖt ®é h¬n 900C ®· hÇu nh­ chuyÓn hãa hoµn toµn c¸c n-parafin. MÆc dï tèc ®é ph¶n øng tèt, vÊn ®Ò quan t©m chÝnh ®èi víi viÖc sö dông chÊt xóc t¸c lo¹i nµy lµ ¨n mßn thiÕt bÞ d÷ déi vµ tÝnh chän läc kÐm, cô thÓ lµ g©y ra ph¶n øng cracking ë møc ®é ®¸ng kÓ. H¬n n÷a, viÖc t¸i sinh chÊt xóc t¸c sau khi sö dông lµ rÊt ®¾t do ®ã ng­êi ta ph¶i thay thÕ b»ng l­îng chÊt xóc t¸c míi, t¹o ra mét l­îng chÊt th¶i lín mµ trong ph¹m vi c«ng nghiÖp vÊn ®Ò m«i tr­êng kh«ng thÓ chÊp nhËn ®­îc. Bëi nh÷ng h¹n chÕ ®ã mµ xóc t¸c ®ång thÓ dÇn ®­îc thay thÕ b»ng xóc t¸c r¾n. ChÊt xóc t¸c r¾n: Qua nhiÒu nghiªn cøu c¶i tiÕn ng­êi ta ®· sö dông chÊt xóc t¸c r¾n ®Ó thay thÕ xóc t¸c pha láng , c¸c chÊt xóc t¸c r¾n ®ã lµ nh÷ng oxit cã tÝnh axit nh­: Al2O3-V2O5, BeO: dïng ®Ó chuyÓn hãa xyclohexen thµnh metyl xyclopenten ë 4500C. Cr2O3: chuyÓn hãa hexa - 1,5 - dien thµnh hexa - 2,4 - ®ien ë 2250C cho tíi 2500C. Al2O3-Mo2O3: chuyÓn hãa isopentan ë 4600C. ChÊt xóc t¸c oxit cã c¸c ­u ®iÓm lµ dÔ ®iÒu chÕ, rÎ tiÒn, bÒn nhiÖt tíi 7000C. B¶n chÊt dÞ thÓ cho phÐp t¸ch s¶n phÈm ph¶n øng ®¬n gi¶n, dÔ dµng thu håi chÊt xóc t¸c nªn an toµn cho m«i tr­êng. Tuy nhiªn chóng cã nh­îc ®iÓm lµ ®é chuyÓn hãa kh«ng cao, nhanh bÞ mÊt ho¹t tÝnh do dÔ bÞ ngé ®éc. V× thÕ, chóng ®· nhanh chãng nh­êng chç cho chÊt xóc t¸c míi cã ho¹t tÝnh vµ thêi gian sö dông cao h¬n, ®ã lµ chÊt xóc t¸c l­ìng chøc. ChÊt xóc t¸c l­ìng chøc: ChÊt xóc t¸c l­ìng chøc gåm cã hai t©m ho¹t ®éng: t©m kim lo¹i vµ t©m axit. T©m kim lo¹i cã chøc n¨ng xóc t¸c cho ph¶n øng ®Ò hydro hãa vµ hydro hãa, cßn t©m axit cã nhiÖm vô xóc t¸c cho sù h×nh thµnh ion cacboni vµ isome hãa. §Çu tiªn c¸c ph©n tö n-parafin ®­îc ®Ò hydro hãa trªn t©m kim lo¹i t¹o ra c¸c n-olefin. Sau ®ã khuÕch t¸n sang t©m axit, ®­îc proton hãa h×nh thµnh nªn cacbocation. Do cã sù khuÕch t¸n c¸c hîp chÊt trung gian tõ t©m axit sang t©m kim lo¹i vµ ng­îc l¹i. Do vËy, yªu cÇu ®èi víi lo¹i xóc t¸c nµy lµ t©m axit vµ t©m kim lo¹i ph¶i ë gÇn nhau. §Ó x¶y ra ph¶n øng isome hã

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docNghiên cứu, tổng hợp và đặc trưng xúc tác Pt-Montmorillonite được chống bởi zirconia sunfat hóa (ZrO2-SO42-).doc