Tải bản đầy đủ (.pdf) (78 trang)

TÍNH CHẤT VÀ HOẠT TÍNH CỦA XÚC TÁC MnO2 MANG TRÊN CeO2 NANORODS TRONG PHẢN ỨNG OXI HÓA SÂU CARBON MONOXIDE VÀ pXYLENE

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.55 MB, 78 trang )

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN KỸ THUẬT CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
--------------------------------------------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Đề tài: TÍNH CHẤT VÀ HOẠT TÍNH CỦA XÚC TÁC
MnO2 MANG TRÊN CeO2 NANORODS TRONG PHẢN ỨNG
OXI HÓA SÂU CARBON MONOXIDE VÀ p-XYLENE

GVHD: TS. NGUYỄN TRÍ
SVTH: TRẦN THANH LÂM
MSSV: 1611754

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2020


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN KỸ THUẬT CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
--------------------------------------------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Đề tài: TÍNH CHẤT VÀ HOẠT TÍNH CỦA XÚC TÁC
MnO2 MANG TRÊN CeO2 NANORODS TRONG PHẢN ỨNG
OXI HÓA SÂU CARBON MONOXIDE VÀ p-XYLENE


GVHD: TS. NGUYỄN TRÍ
SVTH: TRẦN THANH LÂM
MSSV: 1611754

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2020


LỜI CẢM ƠN
-----------Em xin gởi lời cám ơn chân thành đến GS.TSKH Lưu Cẩm Lộc đã tận tình hướng
dẫn và truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong suốt thời gian thực hiện luận
văn.
Em xin gởi lời cám ơn chân thành đến TS.Nguyễn Trí đã luôn quan tâm, tận tình,
chu đáo và giúp đỡ em trong những ngày mới bắt đầu lên Viện. Thầy cũng là người rất
nhiệt tình giúp đỡ em để luận văn này được hoàn chỉnh hơn.
Em xin cảm ơn anh Nguyễn Phụng Anh, quý Cô, Chú và các anh chị phòng
Dầu khí – Xúc tác, phòng Quá trình và Thiết bị thuộc Viện Công nghệ Hóa học đã giúp
đỡ và tạo điều kiện cho em hoàn thành luận văn.
Cám ơn quý Thầy, Cô Bộ môn Kỹ thuật Chế biến Dầu Khí, Khoa Kỹ thuật Hóa
Học, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh đã dạy dỗ và
trang bị những kiến thức cần thiết cho em trong quãng thời gian học tập tại trường.
Xin chân thành cảm ơn quý Thầy, Cô trong hội đồng chấm luận văn đã dành chút
thời gian quý báu của mình để đọc và đưa ra các nhận xét giúp em hoàn thiện hơn luận
văn này.
Cảm ơn gia đình và bạn bè đã tiếp thêm cho tôi niềm tin và nghị lực trong thời gian
vừa qua để tôi có thể hoàn thành luận văn một cách tốt nhất.
Trân trọng.

i



TÓM TẮT LUẬN VĂN
Đề tài ‟ TÍNH CHẤT VÀ HOẠT TÍNH CỦA XÚC TÁC MnO2 MANG TRÊN
CeO2 NANORODS TRONG PHẢN ỨNG OXI HÓA SÂU CARBON MONOXIDE
VÀ p-XYLENE” bao gồm những nội dung sau:
- Điều chế chất mang CeO2 dưới hình thái nanorods (r-CeO2).
- Điều chế 03 xúc tác 5% MnO2/CeO2, 7,5% MnO2/CeO2 và 10% MnO2/CeO2
bằng phương pháp tẩm.
- Các tính chất lý hóa của các xúc tác được khảo sát bằng các phương pháp hấp
phụ (BET), nhiễu xạ tia X (XRD), khử chương trình nhiệt độ (TPR), giải hấp theo
chương trình nhiệt độ (O2-TPD), chụp ảnh SEM nhằm làm sáng tỏ mối quan hệ giữa
thành phần, tính chất và hoạt tính của xúc tác.
- Khảo sát hoạt tính của 03 xúc tác MnO2/CeO2 trong phản ứng oxi hóa sâu
p-xylene theo nhiệt độ phản ứng. Lựa chọn ra xúc tác cho kết quả hoạt tính cao nhất để
khảo sát tiếp trong phản ứng oxi hóa sâu CO và hỗn hợp CO + p-xylene.
- Khảo sát hoạt tính của CeO2 nanorods trong phản ứng oxi hóa p-xylene theo nhiệt
độ cùng với 03 xúc tác trên để làm sáng tỏ “khả năng lưu trữ và giải phóng oxi” của
CeO2 như các lý thuyết đã được công bố trước đó.
- So sánh các tính chất lý hóa cũng như hoạt tính của xúc tác trong đề tài này với
một số bài báo khoa học khác.
- Kết quả nghiên cứu cho thấy các xúc tác 7,5% MnO2/CeO2 và 10% MnO2/CeO2
vừa có hoạt tính cao ở nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao. Trong đó xúc tác 7,5% MnO2/CeO2
cho thấy có tiềm năng ứng dụng vào thực tiễn để xử lý khí thải.

ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i
TÓM TẮT LUẬN VĂN ............................................................................................. ii
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................ x

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ...................................................................................... 1
1.1. Ô nhiễm không khí ............................................................................................ 2
1.1.1. Khái quát về ô nhiễm không khí ................................................................. 2
1.1.2. Thực trạng ô nhiễm không khí tại Việt Nam ............................................... 3
1.2. Tổng quan về CO và VOCs ............................................................................... 3
1.2.1. Hợp chất CO ............................................................................................. 3
1.2.2. Hợp chất VOCs .......................................................................................... 5
1.2.3. Ảnh hưởng của CO và VOCs đến sức khỏe con người ............................... 5
1.2.3.1 Ảnh hưởng của VOCs ........................................................................ 5
1.2.3.2. Ảnh hưởng của CO ........................................................................... 5
1.2.4. Các quy định kiểm soát quá trình phát thải đối với CO và VOCs................ 6
1.2.4.1. Tại Việt Nam .................................................................................... 6
1.2.4.2. Các khu vực khác trên thế giới ......................................................... 7
1.2.5. Các phương pháp xử lý CO và VOCs ......................................................... 7
1.3. Tổng quan về xúc tác dị thể............................................................................... 8
1.3.1. Định nghĩa về quá trình hấp phụ ................................................................. 8
1.3.2. Đặc điểm về xúc tác dị thể.......................................................................... 9
1.4. Xúc tác trong phản ứng oxi hóa CO và VOCs ................................................. 11
1.4.1. Phản ứng oxi hóa CO ............................................................................... 11
1.4.2. Xúc tác cho quá trình oxi hóa CO và VOCs ............................................. 12
1.4.2.1. Xúc tác kim loại quý ................................................................... 12
1.4.2.2. Xúc tác oxit kim loại chuyển tiếp ................................................ 13
1.4.2.3. Lựa chọn hệ xúc tác phù hợp cho phản ứng oxi hóa CO và
VOCs.......................................................................................................... 14
1.5. Tổng quan về xúc tác Mn/CeO2....................................................................... 14
1.5.1. Giới thiệu về Xeri oxit (CeO2) .................................................................. 14
1.5.2. Giới thiệu về MnO2 .................................................................................. 16
1.5.3. Giới thiệu về hệ xúc tác Mn/CeO2 ............................................................ 17
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM .............................................................................. 20
iii



2.1. Tổng hợp xúc tác và ký hiệu ........................................................................... 21
2.1.1. Ký hiệu và phương pháp điều chế............................................................. 21
2.1.2. Tính toán trong điều chế xúc tác ............................................................... 21
2.1.3. Điều chế xúc tác Mn/CeO2 ....................................................................... 22
2.1.3.1. Tổng hợp chất mang CeO2.............................................................. 22
2.1.3.2. Tổng hợp xúc tác Mn/CeO2 ............................................................ 25
2.1.3.2.1. Chuẩn bị hóa chất ................................................................... 26
2.1.3.2.2. Điều chế xúc tác ...................................................................... 26
2.2. Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng xúc tác .............................................. 28
2.2.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) .......................................................... 28
2.2.2. Phương pháp xác định diện tích bề mặt riêng (BET)................................. 29
2.2.3. Phương pháp khử H2 theo chương trình nhiệt độ (H2-TPR) ...................... 31
2.2.4. Phương pháp SEM ................................................................................... 32
2.3. Khảo sát hoạt tính xúc tác ............................................................................... 33
2.3.1. Sơ đồ hệ thống phản ứng .......................................................................... 33
2.3.2. Tính toán hàm lượng các chất có trong hỗn hợp phản ứng ........................ 34
2.3.3. Thực hiện phản ứng .................................................................................. 35
2.3.3.1. Khảo sát hoạt tính của xúc tác trong phản ứng oxi hóa sâu
p-xylene ........................................................................................................ 35
2.3.3.2. Khảo sát hoạt tính xúc tác trong phản ứng oxi hóa sâu CO ............. 35
2.3.3.3. Khảo sát hoạt tính xúc tác trong phản ứng oxi hóa sâu hỗn hợp
CO + p-xylene............................................................................................... 36
2.3.4. Chuẩn bị phản ứng ................................................................................... 36
2.3.5. Tiến hành phản ứng .................................................................................. 37
2.3.6. Phân tích hỗn hợp phản ứng ..................................................................... 38
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .............................................................. 40
3.1. Tính chất lý hóa của xúc tác ............................................................................ 41
3.1.1. Thành phần pha xúc tác ............................................................................ 41

3.1.2. Kết quả phân tích BET ............................................................................. 43
3.1.3. Kết quả đo SEM ....................................................................................... 44
3.1.4. Phương pháp khử H2 theo chương trình nhiệt độ (H2-TPR) ...................... 45
3.1.5. Phương pháp giải hấp theo chương trình nhiệt độ O2-TPD ....................... 47
3.2. Hoạt tính oxi hóa sâu của xúc tác .................................................................... 48
iv


3.2.1. Oxi hóa sâu p-xylene ................................................................................ 48
3.2.2. Oxi hóa sâu CO ........................................................................................ 50
3.2.3. Oxi hóa sâu hỗn hợp CO + p-xylene ......................................................... 51
3.3. Các công trình nghiên cứu khác về hệ xúc tác Mn/CeO2 ................................. 54
3.3.1. Tính chất xúc tác ...................................................................................... 54
3.3.1.1. Kết quả phân tích XRD ................................................................... 54
3.3.1.2. Kết quả phân tích H2-TPR .............................................................. 55
3.3.2. Hoạt tính xúc tác ...................................................................................... 55
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................... 58
4.1. Kết luận .......................................................................................................... 59
4.2. Kiến nghị ........................................................................................................ 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 61

v


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BET : Brunauer – Emmett – Teller
CO :

Carbon monoxit


HC:

Hydrocarbon

SEM : Scanning Electron Microscope: Kính hiển vi điện tử quét
FID:

Flame ionization detector – Đầu dò ion hóa ngọn lửa

GC:

Gas Chromatography – Sắc ký khí

TCD: Thermal Conductivity Detector – Đầu dò dẫn nhiệt
TOC: Total Organic Carbon – Tổng lượng carbon hữu cơ
TPD : Temperature Programmed Desorption – Giải hấp chương trình nhiệt độ
TPR : Temperature Programmed Reduction – Khử chương trình nhiệt độ
VOCs: Volatile Organic Compounds – Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi
XRD: X-Ray Diffraction – Nhiễu xạ tia X

vi


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Tính chất lý hóa của CO .............................................................................. 4
Bảng 1.2. Mức độ ảnh hưởng của CO đối với sức khỏe con người [4] ......................... 6
Bảng 1.3. Nồng độ tối đa cho phép của các chất hữu cơ trong khí thải công nghiệp
(QCVN 20) .................................................................................................................. 6
Bảng 2.1. Thành phần, ký hiệu và phương pháp điều chế xúc tác............................... 21
Bảng 2.2. Lượng tiền chất để điều chế 0,5 g xúc tác .................................................. 22

Bảng 2.3. Thành phần và lưu lượng dòng khí trong phản ứng oxi hóa sâu p-xylene ... 35
Bảng 2.4. Thành phần và lưu lượng dòng khí trong phản ứng oxi hóa sâu CO ........... 36
Bảng 2.5. Thành phần và lưu lượng dòng khí trong phản ứng oxi hóa sâu hỗn hợp
CO + p-xylene ........................................................................................................... 36
Bảng 3.1. Tính kích thước tinh thể dựa trên giản đồ XRD.......................................... 42
Bảng 3.2. Diện tích bề mặt riêng các xúc tác, đường kính trung bình và thể tích lỗ
xốp ............................................................................................................................ 43
Bảng 3.3. Độ chuyển hóa p-xylene theo nhiệt độ trên các xúc tác khác nhau ............. 49
Bảng 3.4. Độ chuyển hóa CO theo nhiệt độ trên xúc tác MC-2 .................................. 51
Bảng 3.5. Độ chuyển hóa CO và p-xylene trong hỗn hợp CO + p-xylene theo nhiệt
độ .............................................................................................................................. 52

vii


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Biến thiên nồng độ các chất ô nhiễm theo hệ số dư lượng không khí ............ 2
Hình 1.2. Cấu tạo phân tử CO ...................................................................................... 4
Hình 1.3. Cơ chế hấp phụ đẳng nhiệt LH và ER ........................................................... 9
Hình 1.4. Các giai đoạn phản ứng diễn ra trên bề mặt xúc tác dị thể .......................... 10
Hình 1.5. Cấu trúc tinh thể flourit của CeO2............................................................... 15
Hình 1.6. Lỗ trống oxi hình thành trên mạng tinh thể CeO2........................................ 15
Hình 1.7. Các dạng tinh thể MnO2 ............................................................................. 17
Hình 1.8. Sự hình thành lỗ trống oxi trên bề mặt xúc tác Mn/CeO2 ............................ 18
Hình 1.9. Phản ứng oxi hóa CO trên xúc tác Mn/CeO2............................................... 19
Hình 2.1. Quy trình tổng hợp r-CeO2 ......................................................................... 25
Hình 2.2. Quy trình điều chế xúc tác 5Mn/CeO2 (MC-1) ........................................... 27
Hình 2.3. Thiết bị phân tích XRD D2-PHARSER ...................................................... 29
Hình 2.4. Thiết bị đo BET NOVA 2200 E .................................................................31
Hình 2.5. Kính hiển vi điện tử quét FE SEM S 4800 .................................................. 33

Hình 2.6. Sơ đồ hệ thống phản ứng dòng vi lượng ..................................................... 33
Hình 2.7. Ống phản úng chữ U có chứa lớp thủy tinh thạch anh và xúc tác ................ 37
Hình 2.8. Máy GC Agilent Technologies 6890 Plus phần mềm GC Chem Station .....38
Hình 3.1. Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) của các xúc tác và chất mang ...................... 41
Hình 3.2. Kết quả đo SEM của các mẫu xúc tác ......................................................... 44
Hình 3.3. Phổ khử H2 theo chương trình nhiệt độ của các xúc tác .............................. 45
Hình 3.4 Kết quả phân tích O2-TPD ........................................................................... 47
Hình 3.5. Độ chuyển hóa của p-xylene trên các xúc tác ở các nhiệt độ khác nhau ...... 48
Hình 3.6. Độ chuyển hóa CO trên xúc tác MC-2 ........................................................ 50
Hình 3.7. Độ chuyển hóa của CO và p-xylene trong phản ứng oxi hóa sâu hỗn hợp
CO + p-xylene của xúc tác MC-2............................................................................... 51
Hình 3.8. Độ chuyển hóa của CO và p-xylene trong phản ứng oxi hóa đơn và hỗn
hợp ............................................................................................................................ 53
Hình 3. 9. Kết quả phân tích XRD từ một số bài báo khoa học khác .......................... 54
Hình 3.10. Kết quả phân tích H2-TPR từ các tác giả [19], [32] ................................... 55
Hình 3.11. Hoạt tính xúc tác trong một bài báo khoa học khác ................................... 56
viii


Hình 3.12. Hoạt tính xúc tác của một số bài báo khác ................................................ 56

ix


LỜI MỞ ĐẦU
Trước tình hình kinh tế ngày càng phát triển dẫn đến nhu cầu về việc sử dụng các
sản phẩm năng lượng ngày càng nhiều, do đó lượng khí phát thải ra môi trường ngày
một tăng mạnh. Lượng khí thải này ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người và gây
nên những biến đổi về thời tiết và môi trường, bởi thành phần của khí thải này bao gồm
các khí như: CO2 (chiếm thành phần chủ yếu), CO, VOCs, NOx, SOx, bụi,...Trong đó

CO và VOCs là những thành phần gây tác động xấu đối với sức khỏe con người. Bởi lẽ
đó mà tỷ lệ bệnh ung thư của người Việt Nam cũng như thế giới ngày một tăng mạnh,
sức khỏe của con người ngày càng bị giảm sút.
Để kiểm soát tốt lượng khí phát thải, trên thế giới cũng như Việt Nam đã ban hành
nhiều luật liên quan đến khí thải cũng như các chuẩn hiện hành, chẳng hạn như ở
Việt Nam có QCVN 19, châu âu có Euro 1,2.... Như vậy, vấn đề đặt ra là chúng ta cần
phải có những nghiên cứu cấp thiết để xử lý CO, VOCs nhằm giảm thiểu lượng khí độc
thải ra môi trường.
Oxi hóa CO và VOCs thành CO2 là một quá trình hóa học có ý nghĩa lớn liên quan
đến lĩnh vực môi trường. Phản ứng oxi hóa CO xảy ra ở nhiệt độ rất cao, khoảng gần
650 oC. Để phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn nhằm tiết kiệm năng lượng thì phải thực
hiện với sự hiện diện của chất xúc tác. Chính vì vậy, người ta đã tiến hành nghiên cứu
và tìm kiếm các xúc tác oxi hóa có hoạt tính cao để loại bỏ CO và VOCs trong khí thải.
Đến nay, đã có rất nhiều hệ xúc tác đã được các nhà khoa học nghiên cứu. Đặc biệt là
các hệ xúc tác kim loại, oxit kim loại ngày càng được nghiên cứu sâu rộng hơn.
Mỗi hệ xúc tác oxi hóa có ưu và nhược điểm riêng. Các xúc tác kim loại quý có ưu
điểm là hoạt tính mạnh nhưng giá thành lại rất cao, không mang lại hiệu quả kinh tế.
Nhiều nghiên cứu gần đây đã cho thấy được các oxit kim loại chuyển tiếp (Mn, Co,
Cu,...) có thể thay thể được hệ xúc tác của các kim loại quý. Hơn nữa các oxit kim loại
này có thể kháng lại việc đầu độc xúc tác bởi các khí SOx, CO2,..., do đó có thể tăng
được tuổi thọ xúc tác.
Nhận thấy được tính cấp thiết của vấn đề, luận văn này sẽ tiến hành nghiên cứu và
khảo sát tính chất của hệ xúc tác MnO2 được mang trên CeO2 dạng hình thái nanorods
cho phản ứng oxi hóa CO, VOCs (p-xylen).
x


Chương 1: Tổng quan

GVHD: TS. Nguyễn Trí


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN

Trang 1


Chương 1: Tổng quan

GVHD: TS. Nguyễn Trí

1.1. Ô nhiễm không khí
1.1.1. Khái quát về ô nhiễm không khí
Hằng năm trên thế giới tiêu thụ 8,086 tỉ tấn nhiên liệu quy đổi ra dầu mỏ, trong đó
các nguồn nhiên liệu hóa thạch (than đá, dầu mỏ, khí tự nhiên) chiếm 87,6% [1]. Theo
thống kê của tổ chức y tế thế giới (WHO), hằng năm khí quyển nhận một lượng khí thải
khoảng 250 triệu tấn bụi, 200 triệu tấn CO, 150 triệu tấn SOx, 50 triệu tấn NOx, hơn 50
triệu tấn hydrocarbon và 20 triệu tấn CO2 mà phần lớn là từ quá trình đốt cháy nhiên
liệu thải ra. Trước tình hình kinh tế nước ta đang ngày càng phát triển, năng lượng cho
sản xuất (chủ yếu là từ động cơ xăng và diesel) ngày càng trở nên quan trọng. Các khí
thải từ động cơ với thành phần gồm các chất: CO, các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi
(VOCs), NOx, SOx, khí nhà kính CO2 và bụi đang góp phần gây ô nhiễm môi trường và
gây nguy hại đối với sức khỏe con người.
Về mặt lý thuyết, quá trình cháy lý tưởng của hỗn hợp hydrocacbon với không
khí chỉ sinh ra CO2, H2O, SOx và N2. Tuy nhiên, do hỗn hợp không đồng nhất một cách
lý tưởng cũng như do tính chất phức tạp của các hiện tượng hóa lý diễn ra trong quá
trình cháy nên trong khí xả động cơ luôn có chứa một hàm lượng đáng kể các khí độc
hại như: NOx, CO, các hydrocarbon chưa cháy hết và SOx. Nồng độ các chất gây ô nhiễm
trong khí xả phụ thuộc vào loại động cơ và chế độ vận hành.


Hình 1.1. Biến thiên nồng độ các chất ô nhiễm theo hệ số dư lượng không khí

Trang 2


Chương 1: Tổng quan

GVHD: TS. Nguyễn Trí

1.1.2. Thực trạng ô nhiễm không khí tại Việt Nam
Ở nước ta hiện nay nhiều khu công nghiệp mới đã được hình thành, các phương
tiện giao thông tăng lên nhanh chóng đã làm cho môi trường càng thêm ô nhiễm nghiêm
trọng. Khí thải từ các phương tiện giao thông, hoạt động sản xuất công nghiệp, bụi từ
những công trường đang xây dựng là các nguyên nhân dẫn đến tình trạng gia tăng ô
nhiễm không khí ở Việt Nam, đặc biệt tại các đô thị lớn. Tại các thành phố lớn như
Hà Nội và Tp. Hồ Chí Minh, khí thải từ ô tô và xe máy là nguồn chính thải ra các khí
độc hại như CO, HC,SOx, NOx.
Trong những năm trở lại đây, Hà Nội và Tp. Hồ Chí Minh có tên trong danh sách
những thành phố lớn ô nhiễm không khí nhất thế giới đã phản ánh được thực trạng về ô
nhiễm không khí tại Việt Nam hiện nay. Tháng 9/2019, ứng dụng quan trắc không khí
tự động tại 10.000 thành phố trên thế giới là AirVisual cho thấy Hà Nội là thành phố có
mức độ không khí ô nhiễm đứng thứ nhất và Tp.Hồ Chí Minh xếp thứ ba, đó là chưa kể
đến lượng không khí ô nhiễm khổng lồ từ các khu công nghiệp của các tỉnh lân cận như
Bình Dương, Đồng Nai, Long An… Điều này cho thấy vấn đề ô nhiễm môi trường hiện
nay rất nghiêm trọng và công tác xử lý ô nhiễm là nhiệm vụ cấp bách nhằm đảm bảo
sức khỏe và cuộc sống an toàn cho người dân.
Kết quả khảo sát khí thải của 59% xe ô tô, xe máy tại Hà Nội và 53% tại
Tp. Hồ Chí Minh không đạt tiêu chuẩn (nồng độ CO thấp hơn 4,5% và nồng độ HC thấp
hơn 1.200 ppm) và cao hơn rất nhiều so với các nước trong khu vực. Theo báo cáo của
Bộ Tài nguyên và Môi trường, năm 2010, lượng khí CO từ hoạt động giao thông thải ra

khoảng 70 triệu tấn và ước tính đến năm 2020 sẽ tăng lên 170 triệu tấn. Xét các nguồn
thải gây ra ô nhiễm không khí trên phạm vi toàn quốc (bao gồm cả khu vực đô thị và
khu vực khác), ước tính cho thấy hoạt động giao thông đóng góp tới gần 85% lượng
phát thải khí CO.
1.2. Tổng quan về CO và VOCs
1.2.1. Hợp chất CO
Có rất nhiều nguồn phát thải CO, nhưng ngày nay nguồn phát thải chủ yếu gây
nên sự mất cân bằng hay gia tăng đáng kể lượng CO là từ các hoạt động đốt cháy nhiên
liệu hóa thạch của con người, với mục đích chính và phục vụ cho hoạt động sản xuất và
Trang 3


Chương 1: Tổng quan

GVHD: TS. Nguyễn Trí

giao thông. Ngoài ra, khí CO được phát thải từ các hoạt động trong cuộc sống hằng
ngày như: khói thuốc, lò sưởi, bếp....Tuy nhiên, lượng phát thải này không phải là chủ
yếu.
Carbon monoxit (CO) là một chất khí không màu, không mùi, bắt cháy và có độc
tính cao.

Hình 1.2. Cấu tạo phân tử CO
Liên kết C-O có năng lượng vào khoảng 1070 kJ/mol, độ dài liên kết hóa học nhỏ
(0,112 nm) và có moment lưỡng cực yếu (µ=0,112 Debye hay 3,78.10-31 C.m). Vì vậy
ở nhiệt độ thường CO trơ, và khi nhiệt độ tăng cao, có thể do sự biến đổi cấu trúc bền
mà CO có tính khử mạnh. Ở 700 oC, CO cháy trong không khí với ngọn lửa màu xanh
nhạt giống như H2 và sinh nhiều nhiệt.
2CO + O2


2CO2 (ⵠHo = -283 kJ/mol)

Ở điều kiện nhiệt độ bình thường, CO không có tương tác với oxi, tưởng tác đó
chỉ có thể xảy ra được trên bề mặt một số xúc tác oxi hóa như MnO2, MnO, CuO,...
Bảng 1.1. Tính chất lý hóa của CO
Tính chất

Giá trị

Khối lượng phân tử

28,01 g/mol

Tỉ trọng

1,145 kg/m3 (ở 25oC), 1,25 kg/m3 ở 0oC

Độ hòa tan trong nước

26 g/m3 (ở 0 oC)

Điểm nóng chảy

-204 oC

Điểm sôi

-191,5 oC

Trang 4



Chương 1: Tổng quan

GVHD: TS. Nguyễn Trí

1.2.2. Hợp chất VOCs
VOCs là các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi ở điều kiện thường và tham gia vào các
phản ứng quang hóa trong khí quyển [2], phân tử bao gồm các nguyên tử carbon, hydro
và có hoặc không có nguyên tố thứ ba như: O, Cl, F, P, S, N. Các hợp chất VOCs thường
gặp thuộc các họ như: ancol, xeton, aromatic,...
Các nguồn phát thải VOCs vào bầu khí quyển xuất phát từ khói thải động cơ xăng
và diesel (chiếm khoảng 40%) [3], từ các nhà máy sản xuất công nghiệp như nhà máy
sơn, nhà máy sản xuất thuốc trừ sâu, các nhà máy sản xuất đồ gỗ…
1.2.3. Ảnh hưởng của CO và VOCs đến sức khỏe con người
1.2.3.1 Ảnh hưởng của VOCs
VOCs thường rất độc hại đối với cơ thể con người và động vật. Khi làm việc trong
môi trường có phát thải VOCs ở nồng độ cao sẽ gây ảnh hưởng đến thần kinh và gây
nên các hiện tượng choáng váng, buồn nôn, mệt mỏi. Ngoài ra một số loại VOCs có cấu
tạo phức tạp, đặc biệt các hợp chất dị vòng có khả năng gây ung thư ở người rất cao.
Trong các thành phần khí thải của động cơ, VOCs cần đáng quan tâm nhất là
benzene và các hợp chất thơm. Từ lâu, người ta đã phát hiện tác hại của benzene trong
việc góp phần gây ra bệnh ung thư máu khi nồng độ lớn hơn 40 ppm hoặc gây rối loạn
hệ thần kinh khi nồng độ lớn hơn 1 g/m3. Đôi khi benzene là nguyên nhân gây ra các
bệnh về gan.
Theo tiêu chuẩn của Tổ chức Y tế thế giới (WHO), chỉ tiêu an toàn của benzene là
5 g/m3, trong khi nồng độ benzene trung bình năm tại các điểm ven trục giao thông
chính ở Tp. Hồ Chí Minh là 33,6 g/m3.
1.2.3.2. Ảnh hưởng của CO
CO có ái lực với hemoglobin (Hb) trong hồng cầu mạnh gấp 230-270 lần so với

oxi nên khi được hít vào phổi CO sẽ gắn chặt với Hb thành COHb do đó máu không thể
chuyên chở oxi đến tế bào.
Trên thế giới mỗi năm có hàng ngàn người bị chết ngạt do hít phải CO. Bảng 1.2
dưới đây chỉ ra các triệu chứng nhiễm độc của người khi tiếp xúc với CO ở các nồng độ
khác nhau.

Trang 5


Chương 1: Tổng quan

GVHD: TS. Nguyễn Trí

Bảng 1.2. Mức độ ảnh hưởng của CO đối với sức khỏe con người [4]
Nồng độ CO
(ppm)

Ảnh hưởng đối với con người

35

Nhức đầu và chóng mặt trong 6÷8 giờ tiếp xúc liên tục

100

Nhức đầu nhẹ
Nhức đầu, chóng mặt, buồn nôn trong vòng 5÷10 phút.

3200


Chết trong vòng chưa đầy 30 phút
Nhức đầu, chóng mặt, buồn nôn trong vòng 1÷2 phút.

6400

Chết trong vòng chưa đầy 20 phút
Bất tỉnh sau 2-3 hơi thở. Chết trong vòng chưa đầy 3 phút

12.800

1.2.4. Các quy định kiểm soát quá trình phát thải đối với CO và VOCs
1.2.4.1. Tại Việt Nam
Tại Việt Nam, theo QCVN 20 thì nồng độ tối đa cho phép của các chất hữu cơ
trong khí thải công nghiệp đối với Benzene là 5 mg/Nm3, Xylene là 870 mg/Nm3.
QCVN 19 cũng quy định nồng độ CO tối đa là 1000 mg/Nm3.
Bảng 1.3. Nồng độ tối đa cho phép của các chất hữu cơ trong khí thải công nghiệp
(QCVN 20)
Nồng độ tối đa

TT

Tên

1

Benzene

5

2


Toluene

750

3

n-Heptane

2000

4

Xylene

870

5

Formaldehyde

20

6

Metanol

260

7


Phenol

19

8

Styrene

100

(mg/Nm3)

Trang 6


Chương 1: Tổng quan

GVHD: TS. Nguyễn Trí

1.2.4.2. Các khu vực khác trên thế giới
Gần đây Ủy ban Châu Âu đã đưa ra quy định đối với giới hạn phát thải ra môi
trường xung quanh là 35 gam tổng lượng carbon hữu cơ (TOC) trên một mét khối xăng
dầu (35 g TOC/m3). Tương tự, tiêu chuẩn của Cục bảo vệ môi trường Hoa kỳ, khoản 3
điều luật 40 CFR đưa ra quy định giới hạn phát tán là 10 g TOC/m3. Tiêu chuẩn của Đức
(tiêu chuẩn TA-Luft) là một quy định chặt chẽ nhất từng được biết đến liên quan đến
việc phát thải xăng dầu đã đặt ra quy định là giới hạn phát thải chỉ 150 mg TOC (bao
gồm cả metan) trên một mét khối sản phẩm (0,15g TOC/m3).
1.2.5. Các phương pháp xử lý CO và VOCs
Ngày nay, khi trình độ khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển thì các phương pháp

xử lý khí thải công nghiệp ngày càng được áp dụng rộng rãi, có thể kể đến các phương
pháp như: hấp thụ, hấp phụ, hóa sinh, hóa học. Mỗi phương pháp có ưu và nhược điểm
riêng nhưng chúng ta phải lựa chọn phương pháp sao cho có hiệu quả cao, dễ thực hiện
và giá thành thấp.
Trong số các phương pháp đã được sử dụng, phương pháp oxi hóa hoàn toàn hỗn
hợp khí thải bằng xúc tác tỏ ra phù hợp nhất, bởi phương pháp này có thể được áp dụng
trong các trường hợp mà các phương pháp khác không thể thực thi được và nó là phương
pháp có hiệu quả trong trường hợp nồng độ tạp chất khá thấp (nhưng cao hơn ngưỡng
cho phép) trong khi các phương pháp khác không khả thi [5] . Ngoài ra, phương pháp
oxi hóa xúc tác thường được chọn do các ưu điểm sau:
 Sản phẩm tạo thành là CO2 và H2O có thể được thải ra ngoài hoặc CO2 có thể
được hấp thụ hoàn toàn bằng dung dịch kiềm;
 Cho phép xử lý khí đa cấu tử với các chất bẩn có nồng độ ban đầu từ thấp cho
đến cao vẫn đạt được mức làm sạch cao;
 Hệ thống thiết bị đơn giản nhưng vẫn đạt hiệu quả cao khi sử dụng chất xúc tác
thích hợp;
 Bố trí được nhiều hệ phản ứng hoạt động song song hoặc xen kẽ, nhờ đó thiết bị
có thể hoạt động liên tục;
 Xúc tác có thể được hoàn nguyên và tái sử dụng nhiều lần;

Trang 7


Chương 1: Tổng quan

GVHD: TS. Nguyễn Trí

 Không đòi hỏi nhiều năng lượng như phương pháp đốt nhiệt, nên có hiệu quả
kinh tế cao hơn;
Nhờ hiệu quả cao cùng nhiều ưu điểm khác nên phương pháp oxi hóa xúc tác được

sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp này là chất xúc tác dễ bị mất
hoạt tính do bị đầu độc bởi các tạp chất của lưu huỳnh (SOx, H2S), các halogen, thủy
ngân, chì,...Do vậy yêu cầu đối với xúc tác là phải có độ bền cấu trúc và đồ bền hóa học
cao, hoạt tính cao, bền nhiệt.
Ngoài ra, phương pháp oxi hóa xúc tác là phương pháp thuận lợi và hiệu quả để
tổng hợp các hợp chất có ích như mônôme cho các quá trình công nghiệp pôlyme hóa;
các dung môi; các bán thành phẩm để tổng hợp chất màu, dược liệu, chất hoạt động bề
mặt....Hiện nay quá trình oxi hóa chọn lọc các chất hữu cơ trên các chất xúc tác dị thể
đang được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa học để sản xuất etilen oxit từ etilen,
acrolein và axit acrylic từ propilen, butađien từ buten, anhiđrit phtalic từ naptalen hoặc
o-xylen, anhiđrit maleic từ benzene hoặc buten, focmanđêhít từ metanol, acrylonitril từ
propilen và amoniac v.v... [5]
1.3. Tổng quan về xúc tác dị thể
1.3.1. Định nghĩa về quá trình hấp phụ
Tương tác giữa tác chất với bề mặt xúc tác đóng một vai trò quan trọng. Nếu lực
tương tác tốt thì hiệu quả mà xúc tác mang lại sẽ cao. Những tương tác đó dẫn đến tăng
nồng độ một số chất nhất định ở trên bề mặt xúc tác và hiện tượng đó được gọi là hấp
phụ [5]. Như vậy, hấp phụ là một quá trình xảy ra khi một chất khí hoặc một chất lỏng
tiếp xúc với bề mặt chất rắn và các phân tử bị giữ lại trên bề mặt chất rắn đó. Chất giữ
lại được gọi là chất hấp phụ, còn chất bị giữ lại được gọi là chất bị hấp phụ [6].
Các loại lực tương tác trong quá trình hấp phụ lên pha khí hay hơi trên bề mặt chất
hấp phụ có thể phân thành lực Val der Walls và lực hóa học (lực liên kết ion, đồng hóa
trị và phối trí) [7]. Trên cơ sở đặc trưng của tương tác đó thì tương ứng có hai loại hấp
phụ là: hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học [7]. Sự khác biệt rõ rệt giữa hai loại hấp phụ
này biểu hiện rõ ỏ các điểm sau: sự hấp phụ vật lý hoàn toàn thuận nghịch và ít có tính
chọn lọc, trường hợp này chất bị hấp phụ tạo thành nhiều lớp trên mặt chất hấp phụ. Trái

Trang 8



Chương 1: Tổng quan

GVHD: TS. Nguyễn Trí

lại, hấp phụ hóa học xảy ra do tương tác rất đặc thù của liên kết hóa học, nên quá trình
là không thuận nghịch, có tính chọn lọc cao [7].
Lĩnh vực xúc tác đã được phát triển hơn 200 năm, vì vậy giả thuyết về cơ chế của
quá trình xảy ra trên xúc tác cũng được hình thành, trong đó 2 cơ chế phổ biến nhất là:
cơ chế hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir-Hinshelwood (LH) và cơ chế va đập Eley-Rideal
(ER). Về cơ chế hấp phụ đẳng nhiệt LH thì không có gì mẫu thuẫn với thực nghiệm và
được các nhà hóa học đồng tình trong suốt nhiều năm, hơn nữa lý thuyết của cơ chế này
làm nền để giải thích cho nhiều cơ chế khác. Ngược lại, cơ chế va đập luôn là vấn đề
gây tranh luận giữa các nhà khoa học bởi chưa có sự đồng tình trong tính thực tế của cơ
chế này.

Hình 1.3. Cơ chế hấp phụ đẳng nhiệt LH và ER
1.3.2. Đặc điểm về xúc tác dị thể
Đối với xúc tác dị thể cũng như nhiều xúc tác khác nói chung, mỗi loại đều có
những đặc tính riêng, song những xúc tác này có đặc điểm chung là [5]:
 Tính đặc thù: Chất xúc tác không phải là vạn năng vì vậy mỗi chất xúc tác
chỉ phù hợp với từng phản ứng nhất định.
 Tính đa năng: Bên cạnh đó, cũng có một số chất xúc tác hoạt động trong
nhiều phản ứng khác nhau. Ví dụ, các axit rắn là những chất xúc tác cho
một loạt cácphản ứng như crackinh, đồng phân hóa, thuỷ phân, đehiđrat hóa
các ancol, ankyl hóa và nhiều phản ứng khác.
 Tính đa dạng: Thành phần chất xúc tác rất đa dạng, có thể nói hầu hết các
nguyên tố trong bảng tuần hoàn đều có thể là chất xúc tác hoặc cấu tử của
chất xúc tác.
Trang 9



Chương 1: Tổng quan

GVHD: TS. Nguyễn Trí

 Tính không thay đổi trạng thái nhiệt động: Dù tham gia vào tương tác trung
gian với tác chất, song các chất xúc tác vẫn bảo toàn được thành phần hóa
học của mình. Hay nói cách khác là về mặt hóa học, chất xúc tác không bị
tiêu hao trong quá trình phản ứng. Một tính chất quan trọng nữa là chất xúc
tác không thể làm thay đổi vị trí cân bằng của phản ứng hóa học.
Xúc tác dị thể là loại xúc tác được sử dụng phổ biến trong các quá trình chế biến
dầu khí cũng như nhiều quá trình khác trong công nghiệp bởi hoạt tính cao của nó, dễ
phân tách với sản phẩm và dễ tái sinh sau khi sử dụng.
Đặc trưng của của xác dị thể là phản ứng chỉ xảy ra ở trên bề mặt tiếp xúc pha. Các
giai đoạn diễn ra phản ứng được biểu diễn trên hình sau:

Hình 1.4. Các giai đoạn phản ứng diễn ra trên bề mặt xúc tác dị thể
(A: tác chất, B: sản phẩm, 1-7: các giai đoạn diễn ra trên bề mặt)
Có thể mô tả các giai đoạn phản ứng diễn ra trên bề mặt xúc tác theo hình 1.4 như
sau:
 Giai đoạn 1: Diễn ra quá trình truyền khối của phân tử A ở trong pha khí
(lỏng) với bề mặt xúc tác.
 Giai đoạn 2: Khuếch tấn phân tử chất A từ miệng lỗ xốp đến bề mặt nội
của xúc tác.
 Giai đoạn 3: Phân tử chất A bị hấp phụ.
 Giai đoạn 4: Xảy ra phản ứng chuyển hóa A thành chất B.
 Giai đoạn 5: Phân tử chất B tạo thành được giải hấp khỏi bề mặt nội của
xúc tác.
Trang 10



Chương 1: Tổng quan

GVHD: TS. Nguyễn Trí

 Giai đoạn 6: Khuếch tán phân tử chất B đến miệng lỗ xốp.
 Giai đoạn 7: Chất B được khuếch tán ra ngoài môi trường.
1.4. Xúc tác trong phản ứng oxi hóa CO và VOCs
1.4.1. Phản ứng oxi hóa CO
Cho đến nay, trên cơ sở nghiên cứu thực nghiệm bằng những phương pháp lý-hóa
hiện đại, nhiều tác giả đã khẳng định rằng, phản ứng oxi hóa CO xảy ra mạnh nhất khi
bề mặt được che phủ đầy bởi oxi nguyên tử và khí CO được đưa vào trong bình phản
ứng. Mặt khác, nếu bề mặt được che phủ hoàn toàn bởi CO hấp phụ thì phản ứng không
xảy ra, tuy nhiên, nếu giải phóng một phần bề mặt để cho oxi hấp phụ phân ly thì phản
ứng cũng xảy ra với tốc độ rất lớn [5].
Trong những phản ứng mà tác nhân oxi hóa chính là oxi phân tử thì trở ngại lớn
nhất về mặt năng lượng là sự đứt liên kết giữa các nguyên tử oxi để tham gia vào phản
ứng.

Quá trình đó được xúc tiến bởi sự gắn kết của điện tử và ta có thể giả thuyết quá

trình gắn kết đó diễn ra trên bề mặt xúc tác như sau [5]
O2  O-2  2O-  2O2-

Sự dịch chuyển điện tử từ chất xúc tác vào phân tử oxi có tác dụng làm cho nó
phân ly dễ dàng hơn.
Cơ chế của phản ứng oxi hóa gồm có hai kiểu: cơ chế phân đoạn (xảy ra theo giai
đoạn và cơ chế liên hợp (xảy ra đồng thời). Cơ chế phân đoạn thường được dùng để lý
giải phản ứng oxi hóa trên các xúc tác oxit kim loại, theo đó gồm có 2 giai đoạn [5]:
 Giai đoạn 1: Tương tác giữa tác chất với oxi của bề mặt chất xúc tác

 Giai đoạn 2: Phục hồi oxi của bề mặt nhờ tương tác của chất xúc tác với tác
nhân oxi hóa.
Như vậy, từ những cơ sở lý thuyết đã có được, người ta đề xuất cơ chế trong phản
ứng oxi hóa CO gồm 2 cơ chế Langmuir-Hinshelwood (cơ chế phân đoạn) và cơ chế
Eley-Rideal (cơ chế va đập). Cơ chế diễn ra như sau [5]:

Trang 11


Chương 1: Tổng quan

GVHD: TS. Nguyễn Trí

 Cơ chế Langmuir-Hinshelwood:
O2 + 2[ ]
CO + [ ]
[CO] + [O]

2 [O]
[CO]
[CO2] + 2[ ]

 Cơ chế va đập (ER):
O2 + 2[ ]
2 [O]
CO + [O]
CO2 + [ ]
Trong đó: [ ] biểu thị khiếm khuyết trong tinh thể
[O]: oxi sau khi bị hấp phụ lên trên bề mặt xúc tác
[CO]: CO sau khi bị hấp phụ lên trên bề mặt xúc tác

Hầu hết các công trình nghiên cứu tỉ mỉ và sử dụng các phương pháp lý-hóa hiện
đại đã đi đến kết luận rằng, trên các xúc tác oxit kim loại chuyển tiếp ở nhiệt độ cao
phản ứng oxi hóa CO diễn ra theo cơ chế phân đoạn (LH) [5].
1.4.2. Xúc tác cho quá trình oxi hóa CO và VOCs
Các nghiên cứu về xúc tác cho quá trình oxi hóa khí thải với thành phần chính là
CO và VOCs đã được tiến hành rất nhiều trên thế giới. Các hệ xúc tác được nghiên cứu
cũng khá đa dạng, trong đó có xúc tác trên cơ sở các kim loại quý như: Au, Pt, Pd,
Rh,...và xúc tác trên cơ sở các oxit kim loại chuyển tiếp như: CuO, MnO2, Co3O4, Fe2O3,
ZnO, CeO2, Cr2O3, NiO,...[5].
Mỗi hệ xúc tác đều có những đặc tính và điều kiện phản ứng tương đối khác nhau,
nhưng cũng có những hạn chế nhất định. Chính vì thế, hiện nay các công trình nghiên
cứu cũng dần đi sâu vào việc kết hợp nhiều loại kim loại khác nhau, tận dụng ưu điểm
của từng chất để có được xúc tác như mong muốn và đạt được hiệu quả cao, điều kiện
phản ứng phù hợp và giá thành thấp.
1.4.2.1. Xúc tác kim loại quý
Xúc tác kim loại quý có hoạt tính oxi hóa rất tốt, các kim loại được sử dụng để làm
xúc tác đã được nghiên cứu nhiều như Au, Pt, Pd, Rh. Theo các tác giả [8] Au có hoạt
tính oxi hóa rất tốt trong phản ứng oxi hóa CO thành CO2. Tuy nhiên, xúc tác này cần
được tái sinh sau một thời gian sử dụng. Các tác giả [9] đã đưa ra sự so sánh xúc tác Au
trên hai oxit kim loại với vai trò chất mang là MgO và CeO2 cho thấy: CeO2 cho độ phân

Trang 12


Chương 1: Tổng quan

GVHD: TS. Nguyễn Trí

tán của các tâm oxi hóa là kim loại Au tốt hơn nhiều với với MgO, và cũng vì thế hoạt
tính của xúc tác Au/CeO2 cho phản ứng oxi hóa CO cũng tốt hơn so với Au/MgO.

Trong các phản ứng oxi hóa hợp chất VOCs, Pd tỏ ra có hoạt tính rất tốt. Theo các
tác giả [10] hệ xúc tác Pd/Bentonite được điều chế bằng phương pháp tẩm có hoạt tính
rất cao trong phản ứng oxi hóa Chlorobenzene và Xylene và xúc tác hầu như không bị
đầu độc bởi Clo. So sánh xúc tác trên với xúc tác Cr/Bentonite cho thấy xúc tác Cr bị
giảm hoạt tính nhanh ngay cả ở 600 oC do có tương tác với Clo, và bị thất thoát ở dạng
CrO2Cl2. Tuy nhiên, nếu môi trường có lẫn các tạp chất S thì Pd lại tỏ ra yếu hơn do dễ
dàng bị đầu độc.
Một kim loại quý khác cũng có hoạt tính tốt trong phản ứng oxi hóa CO và VOCs
là Rh. Theo [11], Rh có tính chọn lọc đối với quá trình oxi hóa CO trong hỗn hợp có
nhiều hydrocarbon, và nhiệt độ phản ứng cũng thấp hơn.
Tóm lại, xúc tác kim loại quý có hoạt độ cao trong phản ứng oxi hóa CO và các
VOCs. Tuy nhiên chúng dễ bị đầu độc bởi một số hợp chất có chứa Clo [12]. Các tác
giả [13] đã nghiên cứu loại xúc tác mang trên Zeolite như CsX hay NaX có khả năng
kháng lại các tác nhân đầu độc xúc tác.
1.4.2.2. Xúc tác oxit kim loại chuyển tiếp
Trong thực tế xúc tác kim loại quý có hoạt tính oxi hóa cao, được sử
dụng rộng rãi trong kiểm soát các khí thải gây ô nhiễm như VOCs, HC và CO. Tuy
nhiên, các xúc tác kim loại quý có giá thành cao, bị giới hạn về số lượng và nhạy cảm ở
nhiệt độ cao nên cần phải tìm kiếm các xúc tác khác thay thế. Oxit kim loại hứa hẹn là
xúc tác tốt, có khả năng thay thế kim loại quý trong phản ứng oxi hóa khí thải đa cấu tử
chứa CO và VOCs. Chúng có hoạt độ khá cao, nhưng không bằng kim loại quý khi ở
nhiệt độ thấp. Tuy vậy, ở nhiệt độ cao, hoạt độ của hai loại xúc tác này là tương đương
[5].
Nhóm xúc tác oxit kim loại chuyển tiếp được sử dụng có ưu điểm:
 Rẻ hơn xúc tác kim loại quý
 Ít bị đầu độc bởi các oxit nitơ, lưu huỳnh, CO2
 Độ bền cơ học cao do đó có thời gian sử dụng lâu dài
 Có hoạt tính xúc tác tốt.
Trang 13



×