Ảnh hưởng của hơi nước đến hoạt tính của một số xúc tác oxit kim loại trong phản ứng oxi hóa hoàn toàn p-Xylen

Đề tài do tác giả Lưu Cẩm Lộc, Nguyễn Thị Diễm Phúc, Hỗ Sĩ Thoảng ( Viện Công nghệ Hóa học, Viện KH&CN Việt Nam) thực hiện nhằm khảo sát ảnh hưởng của hơi nước đối với hoạt tính của các xúc tác có thành phần được xác định là tối ưu trong phản ứng oxi hóa p-Xylen

Đề tài dùng các chất xúc tác chứa xeri oxit, các muối nitrat được tẩm trên các chất mang hỗn hợp (nhôm oxit và CeO₂). Phản ứng p-Xylen được tiến hành trên sơ đồ dòng vi lượng tại các nhiệt độ 200-300⁰C, tốc độ dòng khí tổng là 12l/h và khối lượng xúc tác là 1g. Nồng độ của p-Xylen và không khí trong hỗn hợp khí phản ứng tương là 0,34 và 10,5% mol. Nồng độ hơi nước nóng trong dòng khí thay đổi trong khoảng 0-3,2% mol.
Kết quả thí nghiệm cho thấy, trong các xúc tác đơn oxit 10Cu/γ-Al2O₃ có khả năng chịu hơi nước tốt nhất và độ chịu nước của nó xấp xỉ với xúc tác lưỡng oxit 10Cu15Mn/ γ- Al₂O₃. Xúc tác 10Cu10Cr/y-Al₂O₃ vừa có hoạt độ cao nhất vừa có độ bền với ảnh hưởng của hơi nước cao. Xúc tác 5 Mn2Ce/α-Al₂O₃có độ bền cao trong môi trường hơi nước có thể do trong các xúc tác này, các tâm Mn tương tác với CeO₂ làm hơi nước hấp phụ trên α-Al₂O₃là chính và không làm giảm hoạt tính xúc tác của MnOx
Trong hệ xúc tác CuO+MnO2/Al₂O₃, sự tồn tại nhiều pha có thể là nguyên nhân làm cho các tâm hoạt động được hình thành từ CuO ít bị tác động bởi hơi nước. Ngoài ra, trên tất cả các mẫu xúc tác được khảo sát, tại nhiệt độ tới hạn - T100 hơi nước không ảnh hưởng tới hoạt độ xúc tác. Vì vậy, thực tế, trường hợp khí thải có chứa hơi nước nên tiến hành phản ứng oxi hóa hoàn toàn ở nhiệt độ T₁₀₀để loại bỏ ảnh hưởng của nó.

BH (Theo tạp chí Hóa học, số 6/07)