Nghiên cứu tổng hợp nhôm oxit hoạt tính có chất lượng cao, ứng dụng làm chất xúc tác và chất hấp phụ ở quy mô pilôt

  • Số trang: 67 |
  • Loại file: DOCX |
  • Lượt xem: 36 |
  • Lượt tải: 0
nhattuvisu

Đã đăng 26946 tài liệu

Mô tả:

Đồ án tốt nghiệp Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU................................................................... 5 I.1. Giới thiệu chung về nhôm oxit.............................................................................5 I.1.1. Phân loại nhôm oxit...................................................................................5 I.1.2. Cấu trúc của nhôm oxit..............................................................................8 I.1.3. Bề mặt riêng của nhôm oxit.....................................................................10 I.1.4. Tính axit của nhôm oxit...........................................................................10 I.1.5. Giới thiệu về -Al2O3...............................................................................10 I.2. Các phương pháp tổng hợp nhôm oxit...............................................................11 I.2.1. Tổng quan về phương pháp kết tủa..........................................................12 I.2.2. Đặc điểm của phương pháp......................................................................13 I.3. Ứng dụng của nhôm oxit....................................................................................13 I.3.1. Ứng dụng của gamma-oxit nhôm trong công nghệ lọc hoá dầu...............14 I.3.1.1.Ứng dụng làm chất xúc tác.................................................................14 I.3.1.2.Ứng dụng nhôm oxit làm chất mang..................................................16 I.3.2. Ứng dụng trong vấn đề xử lý ô nhiễm môi trường...................................17 I.3.3. Ứng dụng làm chất hấp phụ.....................................................................18 I.4. Tình hình nghiên cứu ở trong nước....................................................................18 CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM.............................................................................21 II.1. Điều chế nhôm oxit hoạt tính bằng phương pháp kết tủa..................................21 II.1.1. Hoá chất và dụng cụ.................................................................................21 II.1.2. Quy trình điều chế nhôm oxit...................................................................21 II.1.3. Quy trình tạo hạt nhôm oxit.....................................................................23 II.2. Các phương pháp hóa lí đặc trưng tính chất nhôm oxit.....................................25 II.2.1. Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (XRD)..................................................25 II.2.2. Phương pháp phân tích nhiệt (TG/DTA)..................................................26 II.2.3. Phương pháp đo độ xốp...........................................................................26 II.2.4. Đo độ bền cơ học.....................................................................................31 GVHD: TS Vũ Thị Thu Hà 1 SV TH: Đặng Thị Thùy Đồ án tốt nghiệp Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng II.2.5. Xác định độ bền cơ trong sự có mặt của hơi nước...................................31 II.2.6. Thăm dò ứng dụng của oxit nhôm............................................................32 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 III.1. Tổng hợp nhôm oxit theo phương pháp kết tủa...............................................34 III.1.1.Khảo sát quy trình tổng hợp boehmite ở quy mô 10 lít nguyên liệu/mẻ.. 34 III.1.1.1.Nghiên cứu sự ảnh hưởng của tốc độ khuấy....................................34 III.1.1.2.Nghiên cứu sự ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng axit hóa..............36 III.1.1.3.Nghiên cứu sự ảnh hưởng của pH môi trường.................................36 III.1.1.4.Nghiên cứu sự ảnh hưởng của thời gian già hóa..............................38 III.1.2.Hoàn thiện quy trình tổng hợp nhôm oxit................................................41 III.1.2.1.Khảo sát chế độ nung.......................................................................41 III.1.2.2.Tiến hành sản xuất thử ....................................................................43 III.2. Tổng hợp viên nhôm oxit................................................................................48 III.2.1.Nghiên cứu các ảnh hưởng đến quá trình tạo viên...................................48 III.2.1.1.Ảnh hưởng của bản chất axit đến độ bền cơ của viên xúc tác..........48 III.2.1.2.Ảnh hưởng của nồng độ axit đến độ bền cơ của viên xúc tác..........49 III.2.1.3.Ảnh hưởng của tỉ lệ maxit/ mAl2O3 đến độ bền cơ của viên xúc tác....50 III.2.1.4.Ảnh hưởng của thời gian peptit hóa đến độ bền cơ của viên xúc tác51 III.2.2.So sánh các đặc trưng của bột nhôm oxit và viên nhôm oxit...................53 III.2.3.So sánh với các mẫu đối chứng...............................................................56 III.3. Thăm dò ứng dụng của nhôm oxit...................................................................59 III.3.1.Thử nghiệm trên quá trình HDS..............................................................59 III.3.2.Ứng dụng trong quá trình water gas shift.................................................61 III.3.3.Thử nghiệm trên quá trình điều chế nhiên liệu sinh học DME................61 KẾT LUẬN……………………………………………………………………………….63 Tài Liệu Tham Khảo……………………………………………………………………65 LỜI MỞ ĐẦU GVHD: TS Vũ Thị Thu Hà 2 SV TH: Đặng Thị Thùy Đồ án tốt nghiệp Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng Nhôm và các hợp chất của nhôm đã được phát hiện từ rất lâu và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau để phục vụ đời sống con người. Trong số các hợp chất đó, nhôm oxit hoạt tính với nhiều ưu điểm như bề mặt riêng lớn, hoạt tính cao, bền cơ, bền nhiệt,… đã được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp. Hơn 90% sản lượng alumina (được gọi là alumina luyện kim) được sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình điện phân để sản xuất nhôm kim loại, 10% còn lại được sử dụng trong công nghiệp hoá chất và các ngành công nghiệp khác như các ngành thủy tinh, gốm sứ, vật liệu chịu lửa, gốm kĩ thuật  nhu cầu nhôm oxit kĩ thuật vào khoảng 15.000-20.000 tấn/năm. Đặc biệt, trong công nghiệp chế biến dầu khí nhôm oxit không những làm chất xúc tác để năng cao số lượng chất lượng sản phẩm, góp phần làm tăng hiệu quả của các quá trình mà còn làm chất mang cho các chất xúc tác của các quá trình khác. Hiện nay, hầu hết các nhà máy sản xuất ở Việt Nam có sử dụng nhôm oxit làm chất mang, chất xúc tác đều phải nhập ngoại. Trong khi đó nước ta có nguồn nguyên liệu nhôm (quặng Bauxite) với trữ lượng lớn, tương đối phổ biến (trữ lượng Bauxite được đánh giá khoảng 2,4 tỷ tấn). Mặt khác, trong thời gian sắp tới nhu cầu oxit nhôm hoạt tính trong các nhà máy sản xuất và chế biến, đặc biệt trong nhà máy lọc dầu là rất lớn. Vì vậy, việc nghiên cứu công nghệ điều chế oxit nhôm hoạt tính từ nhôm hydroxyt có chất lượng cao là việc làm rất cần thiết và mang lại hiệu quả kinh tế. Hiện nay, ở nước ta chưa có công trình nào nghiên cứu một cách hệ thống và bài bản về điều chế nhôm oxit bằng phương pháp kết tủa ở quy mô phòng thí nghiệm. Ngoài nhóm nghiên cứu của Phòng Thí Nghiệm Trọng Điểm Công Nghiệp Lọc Hóa Dầu. Tuy nhiên, để có thể tiến tới việc triển khai sản xuất ở quy mô công nghiệp, còn cần phải hoàn thiện quy trình công nghệ tổng hợp oxit nhôm ở quy mô lớn hơn, đồng thời phải nghiên cứu hoàn thiện công đoạn tạo hạt. Mục tiêu của đồ án này là nghiên cứu tổng hợp nhôm oxit hoạt tính có chất lượng cao, ứng dụng làm chất xúc tác và chất hấp phụ ở quy mô pilôt. Nội dung nghiên cứu của đồ án gồm: GVHD: TS Vũ Thị Thu Hà 3 SV TH: Đặng Thị Thùy Đồ án tốt nghiệp Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng Tổng quan về vật liệu nhôm oxit và các phương pháp tổng hợp Nghiên cứu quy trình tổng hợp Al2O3 bằng phương pháp kết tủa ở quy mô pilôt Đánh giá các đặc trưng tính chất hoá lý của Al2O3 Nghiên cứu quy trình tạo viên Thăm dò ứng dụng của nhôm oxit CHƯƠNG I GVHD: TS Vũ Thị Thu Hà 4 SV TH: Đặng Thị Thùy Đồ án tốt nghiệp Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng TỔNG QUAN TÀI LIỆU I.1. Giới thiệu chung về nhôm oxit Nhôm oxit là một hợp chất hóa học của nhôm và oxy với công thức hóa học Al2O3. Nó còn được biết đến với tên gọi alumina trong cộng đồng các ngành khai khoáng, gốm sứ, và khoa học vật liệu. Nhôm ôxit là chất rắn, màu trắng, không tan và không tác dụng với nước. Nóng chảy ở nhiệt độ rất cao (trên 20000C), có hệ số giãn nở nhiệt 0.063 K-1 [25] Trong vỏ quả đất, Al2O3 tồn tại dưới dạng tinh thể Al2O3 khan hoặc quặng nhôm oxit không nguyên chất. Tinh thể nhôm oxit trong suốt không màu hoặc có màu, một phần dùng làm đồ nữ trang, một phần dùng chế tạo các chi tiết trong các ngành kĩ thuật chính xác, như chân kính đồng hồ, máy phát laze... Nhôm oxit lẫn tạp chất có độ rắn cao, được dùng làm vật liệu mài ( đá mài, bột giấy ráp, bột đánh bóng...) Trong công nghiệp, nhôm oxit hoạt tính được sử dụng rộng rãi, đặc biệt trong công nghiệp dầu khí: chất hấp phụ trong quá trình chế biến khí thiên nhiên, chất mang xúc tác hoặc xúc tác trong quá trình chế biến các phân đoạn dầu mỏ và xúc tác cho phản ứng chuyển hoá hydrocacbon. Diện tích bề mặt riêng, phân bố lỗ xốp và độ axit là các yếu tố quan trọng của nhôm oxit khi ứng dụng trong công nghiệp dầu khí. I.1.1. Phân loại nhôm oxit  Phân loại dựa vào nhiệt độ chuyển hóa từ nhôm hydroxit Nhôm oxit được phân loại dựa vào nhiệt độ chuyển hoá từ hydroxit và được chia thành [15,16] :  Nhôm oxit tạo thành ở nhiệt độ thấp (Al 2O3.nH2O) 0< n < 0,6; chúng được tạo thành ở nhiệt độ không vượt quá 6000C và được gọi là nhóm gama nhôm oxít, gồm có: ,  và -Al2O3. GVHD: TS Vũ Thị Thu Hà 5 SV TH: Đặng Thị Thùy Đồ án tốt nghiệp Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng  Nhôm oxit tạo thành ở nhiệt độ cao từ 900 đến 1000 OC được gọi là nhóm delta nhôm oxit (Al2O3), gồm ,  và  Al2O3.  Phân loại theo cấu trúc  Nhóm : Có cấu trúc mạng lưới bát diện bó chặt, nhóm này duy nhất chỉ có - Al2O3. + Nhóm : Có cấu trúc mạng lưới bó chặt luân phiên, nhóm này có -Al2O3, trong đó gồm oxit kim loại kiềm, kiềm thổ và sản phẩm phân huỷ Gibbsit có cùng họ cấu trúc  và - Al2O3. + Nhóm : Với cấu trúc mạng khối bó chặt, trong đó bao gồm sản phẩm phân huỷ nhôm hydroxit dạng Bayerit, Nordstrandit, và Boehmite. Nhóm này bao gồm , -Al2O3 được tạo thành ở nhiệt độ thấp và , -Al2O3 tạo thành ở nhiệt độ cao. Nhìn chung, trong các quá trình xúc tác và hấp phụ người ta thường sử dụng nhôm -Al2O3, trong khuôn khổ của đồ án này tập trung nghiên cứu nhôm -Al2O3 (phân loại theo cấu trúc) và nhóm các oxit nhôm tạo thành ở nhiệt độ thấp.  - Al2O3 Khối lượng riêng của - Al2O3: 2,503,60 g/cm3. - Al2O3 được tạo thành khi nung Bayerit ở nhiệt độ lớn hơn 230 oC, cấu trúc của - Al2O3 gần giống như cấu trúc của - Al2O3 và được ổn định bằng một số ít nước tinh thể. Tuy nhiên lượng nước dư trong -Al2O3 nhỏ hơn trong - Al2O3 Khi nung lượng nước dư trong - Al2O3 tồn tại đến 900oC. -Al2O3 và -Al2O3 khác nhau về kích thước lỗ xốp, bề mặt riêng, tính axit. Mặc dù chúng có số tâm axit như nhau, nhưng lực axit ở -Al2O3 lớn hơn. - Al2O3 kết tinh trong khối lập phương, mạng tinh thể thuộc dạng spinel. Trong cấu trúc tinh thể của -Al2O3 ion nhôm Al3+ phân bố chủ yếu trong khối tứ diện, đối với -Al2O3 phần lớn Al3+ ở khối bát diện. -Al2O3 khác với - Al2O3 ở mức GVHD: TS Vũ Thị Thu Hà 6 SV TH: Đặng Thị Thùy Đồ án tốt nghiệp Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng độ cấu trúc trật tự hơn và cấu trúc oxy bó chặt hơn. Trong khoảng nhiệt độ 800850oC, -Al2O3 chuyển hoá thành -Al2O3.  -Al2O3 Khối lượng riêng của -Al2O3: 3,00 g/cm3 -Al2O3 tạo thành trong quá trình nung Gibbsit trong không khí hoặc nitơ ở nhiệt độ 230 - 300oC. Có ý kiến cho rằng -Al2O3 là trạng thái trung gian của quá trình kết tinh -Al2O3, -Al2O3 kết tinh trong hệ lục diện, ô mạng cơ sở là giả lập phương. Nguyên tử nhôm nằm trong bát diện được bó chặt bằng các nguyên tử ôxy. Khi nung tới nhiệt độ 800 - 1000oC, -Al2O3 biến đổi thành -Al2O3  -Al2O3 Khối lượng riêng của -Al2O3: 3,2 3,77 g/cm3 Khối lượng riêng của -Al2O3 bằng 72% của - Al2O3 Dạng -Al2O3 không tìm thấy trong tự nhiên mà nó được tạo thành khi nung Gibbsit, Bayerit, Nordstrandit và Bemit ở nhiệt độ khoảng 400  600oC hay trong quá trình phân huỷ muối nhôm từ 900  950oC. Nhiều thí nghiệm đã chứng minh rằng -Al2O3 chứa một lượng nhỏ nước trong cấu trúc ngay cả khi chúng được nung lâu ở nhiệt độ xấp xỉ 1000oC [16,17,18]. Khi nung ở 1000oC trong 12 giờ thấy lượng nước tinh thể còn lại khoảng 0,2% [19]. Có thể chuyển hoá một phần hoặc hoàn toàn -Al2O3 thành -Al2O3 không cần nung nóng mà chỉ cần tác động bằng sóng va chạm có áp suất và thời gian tác động khác nhau. Nguyên nhân làm chuyển pha ở đây là tăng nội năng và thay đổi cấu trúc không gian hoàn thiện của mạng tinh thể -Al2O3. Trên bề mặt của -Al2O3 còn tồn tại hai loại tâm axit, đó là tâm axit Lewis và tâm Bronsted. Tâm axit Lewis có khả năng tiếp nhận điện tử từ phân tử chất hấp phụ, còn tâm axit Bronsted có khả năng nhường proton cho phân tử chất hấp phụ. GVHD: TS Vũ Thị Thu Hà 7 SV TH: Đặng Thị Thùy Đồ án tốt nghiệp Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng Tính axit của -Al2O3 liên quan với sự có mặt của các lỗ trống trên bề mặt của nó với số cấu trúc khác nhau trong cấu trúc của spinel. Tính bazơ do ion nhôm trong lỗ trống mang điện tích dương không bão hoà quyết định [5]. Qua nghiên cứu sơ đồ phân huỷ nhiệt ta thấy có sự chuyển pha -Al2O3 sang các dạng oxit nhôm khác do đó trong quá trình điều chế cần có chế độ nhiệt độ thích hợp để thu được - Al2O3 có hàm lượng tinh thể cao. I.1.2. Cấu trúc của nhôm oxit Cấu trúc của nhôm ôxit được xây dựng từ các đơn lớp của các quả cầu bị bó chặt [4]. Lớp này có dạng tâm đối mà ở đó mọi ion O 2- được định vị ở vị trí 1 như hình 1.1. Lớp tiếp theo được phân bố trên lớp thứ nhất, ở đó tất cả những quả cầu thứ hai nằm ở vị trí lõm sâu của lớp thứ nhất như hình vẽ (vị trí 2). Lớp thứ 3 có thể được phân bố ở vị trí như lớp thứ nhất, và tiếp tục như vậy thứ tự phân bố của kiểu cấu trúc này là : 1,2; 1,2 …hoặc được phân bố trên những hố sâu khác của lớp thứ nhất vị trí 3, còn lớp thứ 4 lại được phân bố như vị trí 1, thứ tự phân bố của cấu trúc này : 1,2,3; 1,2,3… 1 2 1 1 1 2 1 2 1 3 1 2 3 2 2 3 2 3 1 3 1 2 3 2 3 2 1 2 3 1 2 3 2 1 2 1 3 2 1 1 Hình 1: Cấu trúc khối của nhôm oxit Vị trí của các ion Al3+: Các cation Al3+ nhất thiết được phân bố trong không gian giữa các lớp bó chặt anion. Lỗ hổng duy nhất mà ion Al3+ có thể phân bố là ở giữa 2 lớp. Khả năng, các ion Al3+ nằm ở vị trí trên lỗ hổng tứ diện hoặc nằm ở vị trí tâm bát diện. GVHD: TS Vũ Thị Thu Hà 8 SV TH: Đặng Thị Thùy Đồ án tốt nghiệp Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng Xét lớp oxy thứ hai của oxit trong vị trí 2 phân bố trên Al 3+. Nếu tiếp tục sắp xếp bằng phương pháp này : O2-, Al3+, O2-,và Al3+ trong sự bó chặt lục giác như trường hợp thì thấy rằng có bao nhiêu vị trí dành cho cation thì có bấy nhiêu vị trí dành cho O2- ở lớp anion. Sự bố trí này không thoả mãn tính trung hoà điện tích. Để thoả mãn độ trung hoà điện tích thì cần thiết trống 1 trong 3 vị trí của cation. Al3+ O2- Hình 2: Vị trí của ion Al3+ trong cấu trúc bó chặt anion Ở trường hợp khi có mặt hydro (H) trong  và -Al2O3 các ion nhôm nằm trong khối tứ diện còn proton không nằm trong lỗ trống tứ diện mà nằm trên bề mặt trong dạng nhóm OH. Suy diễn ra rằng một trong 8 ion O2- nằm trên bề mặt trong dạng OH-. Điều đó có nghĩa tinh thể bé và phần lớn các nhóm OH - nằm trên bề mặt. Giả thiết này phù hợp với kết quả thực nghiệm thu được  và -Al2O3 có diện tích bề mặt lớn và trên bề mặt chứa nhiều OH- liên kết. Các nhôm oxit khác nhau về tỷ lệ ion nhôm trong khối bát diện và tứ dịên, cũng như mức độ bao bọc đối xứng ion Al3+ trong lỗ trống tứ và bát diện. -Al2O3 chứa ion Al3+ trong tứ diện lớn hơn trong -Al2O3. Đặc điểm cấu trúc bề mặt của nhôm oxit có vai trò quan trọng trong xúc tác. Do nhôm oxit có cấu trúc lớp nên có thể trên mỗi bề mặt chỉ có một dạng xác định bề mặt tinh thể. -Al2O3 có độ axit lớn hơn do mật độ Al3+ lớn hơn trong vị trí tứ diện trên bề mặt. Trong quá trình nung nhôm oxit đến khoảng 900oC, gần như toàn bộ nước được giải phóng, kéo theo sự thay đổi cơ bản nước bề mặt. Rõ ràng ở đây đồng thời xảy ra sự tuơng tác giữa các bề mặt tinh thể tạo nên tinh thể lớn hơn. Bề mặt các ôxit GVHD: TS Vũ Thị Thu Hà 9 SV TH: Đặng Thị Thùy Đồ án tốt nghiệp Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng hoàn toàn mất proton, do vậy chúng được cấu tạo hoàn toàn từ các ion O 2- và các lỗ trống anion. Nhiều tính chất của chúng khác hẳn với nhôm ôxit khác. I.1.3. Bề mặt riêng của nhôm oxit Thông thường diện tích bề mặt riêng của nhôm oxit khoảng từ 100-300 m2/g. Diện tích bề mặt riêng của -Al2O3 khoảng từ 150-280 m2/g còn diện tích bề mặt riêng của - Al2O3 rất bé chỉ khoảng vài m2/g. -Al2O3 là một loại vật liệu có mao quản trung bình, từ trước đến nay có rất ít những chất xúc tác mang trên chất mang Al2O3 có diện tích bề mặt lớn hơn 300 m2/g. Theo Lippen, Bayerit và Gibbsit ban đầu có diện tích bề mặt riêng thấp khoảng 3-5 m2/g, trái lại dạng gel Boehmite có thể có diện tích bề mặt riêng lớn. -Al2O3 đi từ gel Boehmite có diện tích bề mặt riêng khoảng 280-325 m 2/g, dạng -Al2O3 và Al2O3 cũng được tạo thành từ dạng gel Boehmite và có diện tích bề mặt trong khoảng 100-150 m2/g. Dạng Al2O3 có diện tích bề mặt lớn có thể đi từ Gibbsit và phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian nung, diện tích bề mặt có thể đạt tới 300 m 2/g. - Al2O3 có diện tích bề mặt lớn có thể được điều chế bằng phương pháp nung gel Boehmite ở 10000C trong một khoảng thời gian nhất định. I.1.4. Tính axit của nhôm oxit Trên bề mặt nhôm oxit hydrat hoá toàn phần, tồn tại một số tâm axit Bronsted do có nhóm OH - [4,5]. Bề mặt của -Al2O3 và -Al2O3 có tâm axit Lewis, không có tâm Bronsted, -Al2O3 và -Al2O3, phụ thuộc vào mức độ dehydrat hoá có cả hai loại tâm axit. Nói chung nhôm oxit và nhôm hydroxit hoá không biểu hiện tính axit mạnh. Chính vì vậy oxit nhôm rất thích hợp làm chất mang cho phản ứng khử lưu huỳnh của nhiên liệu bởi vì chất mang có tính axit cao sẽ thúc đẩy các phản ứng cracking tạo cốc, cặn các bon làm giảm hoạt tính và thời gian sống của xúc tác. I.1.5. Giới thiệu về  -Al2O3 Dạng -Al2O3 được tạo thành khi nung Gibbsit, Bayerit, Nordtrandit và Boehmite ở nhiệt độ 450-6000C [4]. Tuy nhiên, -Al2O3 thu được từ quá trình nhiệt phân Boehmite, dạng thù hình của mônô hydroxit nhôm là tốt nhất, chứa nhiều lỗ xốp có đường kính vào khoảng 30-120 A0, thể tích lỗ xốp 0,5-1 cm3/g. Diện tích bề mặt GVHD: TS Vũ Thị Thu Hà 10 SV TH: Đặng Thị Thùy Đồ án tốt nghiệp Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng phụ thuộc vào cả nhiệt độ nung và thời gian nung. Môi trường khí khi nung cũng đóng vai trò quan trọng, tốt nhất là giàn đều sản phẩm thành lớp mỏng để nung. Nhôm oxyt ở dạng - Al2O3 có độ phân tán cao và cấu trúc khuyết, chủ yếu được dùng làm xúc tác trong công nghiệp chế biến dầu và hoá dầu, làm chất mang và chất hấp phụ, chất xử lý nước chứa flo và asen… Ngoài ra, nhôm hydroxyt hoạt tính còn được dùng trong dược phẩm. Việc sản xuất nhôm oxyt và nhôm hydroxyt hoạt tính chất lượng cao, có hiệu quả kinh tế vẫn còn là vấn đề cần nghiên cứu. Trong công nghiệp nhôm oxyt -Al2O3 thường được sử dụng làm chất mang cho xúc tác hai chức năng hoặc chất mang tương tác[5]. Với vai trò làm chất mang tương tác, oxit nhôm hoạt tính tác dụng với các pha hoạt tính làm cho chúng phân tán tốt hơn đồng thời làm tăng độ bền cho xúc tác. Thực tế sự tương tác này tạo ra một bề mặt xúc tác tối đa so với chất mang, nghĩa là tương tác giữa xúc tác và chất mang có vai trò ngăn chặn sự chuyển động của các tinh thể chất xúc tác trên bề mặt chất mang. I.2. Các phương pháp tổng hợp nhôm oxit Nhôm oxit là loại vật liệu có ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều quá trình công nghệ ở quy mô công nghiệp như làm chất xúc tác, chất mang xúc tác hoặc chất hấp phụ trong công nghiệp ô tô và lọc dầu .Có nhiều phương pháp tổng hợp nhôm oxit hoạt tính. Các phương pháp tổng hợp khác nhau tạo ra các nhôm oxit có cấu trúc xốp khác nhau. Có 3 phương pháp tổng hợp nhôm oxit chính trong công nghiệp Phương pháp kết tủa [2,5]: Nguồn nhôm được hòa tan trong dung dịch NaOH để tạo thành dung dịch NaAlO 2. Axit hóa dung dịch này bởi dung dịch axit tạo kết tủa. Lọc rửa và sấy kết tủa thu được boehmite. Nung boehmite ở chế độ thích hợp và tạo viên ta thu được nhôm oxit. Phương pháp sol-gel [2,9]: Trước tiên, nguồn nhôm alkocide được hòa tan trong n-propanol bằng cách đun hồi lưu trong 3 giờ. Sau đó, hỗn hợp của nước, axit nitric và n-propanol được thêm từ từ vào dung dịch này cùng với việc khuấy mạnh. Gel tạo thành đuợc già hóa trong 3 ngày, lọc hết dung môi mẫu thu được tiến hành sấy và nung, tạo viên thu được nhôm oxit. GVHD: TS Vũ Thị Thu Hà 11 SV TH: Đặng Thị Thùy Đồ án tốt nghiệp Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng Phương pháp sol-gel sử dụng chất tạo cấu trúc [2,9]: Thực nghiệm tổng hợp theo phương pháp này bao gồm các bước: polyme pluronic P123 đựợc hòa tan trong etanol tuyệt đối thu được dung dịch A. Điều chế dung dịch B gồm axit clohydric, etanol tuyệt đối, và nhôm tri-tert-butoxide đựoc điều chế. Sau đó 2 dung dịch được trộn lẫn với nhau và được khuấy mạnh. Sol đồng thể được già hóa, loại dung môi, sấy nung ở nhiệt độ thích hợp thu được nhôm oxit. Đề tài này chủ yếu nghiên cứu theo phương pháp kết tủa. Phương pháp này có quy trình đơn giản, nguyên liệu sử dụng dễ tìm, có sẵn tại việt nam, giá thành thấp, rẻ hơn so với các phương pháp khác, phù hợp với điều kiện nền kinh tế Việt Nam, đặc biệt có thể triển khai trong công nghiệp. Nhôm oxit thu được theo phương pháp này có diện tích bề mặt riêng 50-300 m2/g [2,5], có mao quản phù hợp đảm bảo được các yêu cầu của chất mang và chất xúc tác trong công nghiệp hiện nay trong khi đó giá thành lại phù hợp với kinh tế của nền công nghiệp việt nam. Vì vậy, phương pháp này đang được nghiên cứu để điều chế nhôm hoạt tính có chất lượng cao có ứng dụng trong công nghiệp. I.2.1. Tổng quan về phương pháp kết tủa Phương pháp truyền thống điều chế nhôm hidroxit hoạt tính dựa trên quá trình tái kết tủa từ hidroxit kết tinh qua các muối chứa nhôm [28]. Quá trình tái kết tủa qua muối trung tính: Al2(SO4)3 + 6 NaOH = 2 Al(OH)3 + 3Na2SO4 Hoặc qua muối kiềm: Al2(OH)5Cl + NaOH = 2 Al(OH)3 + NaCl Người ta đã tính rằng, để tái kết tủa 1 tấn Al 2O3 (không kể tổn thất) qua muối trung tính cần 2,9 tấn axít H 2SO4 và 2,4 tấn xút còn qua muối kiềm chi phí có thể giảm hơn. Phương pháp mới tạo muối kép với muối liti có dạng Lin, XnAl(OH) 3.pH2O (x: Cl-, Br-, I-, SO42-) sau đó xử lý bằng nước sẽ thu được nhôm trihydroxyt có cấu trúc khuyết, còn dung dịch nước chứa muối liti được cô đặc và dùng lại. Tuy nhiên phương pháp này chưa được phổ biến trong công nghiệp. GVHD: TS Vũ Thị Thu Hà 12 SV TH: Đặng Thị Thùy Đồ án tốt nghiệp Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng Phần lớn các công trính nghiên cứu Al2O3 dùng làm chất mang xúc tác hoặc chất xúc tác, chất hấp phụ theo phương pháp tổng hợp chung chủ yếu là phân giải muối natrialuminat bằng axit hoặc muối nhôm như :HCl, H2SO4, HNO3, AL(OH)CL2…[2] Quá trình kết tủa nhôm hydroxit qua muối natrialuminat với sự có mặt của axit: AlO2- + H+ = AlO(OH) Bản chất của phương pháp là dùng axít điều chỉnh độ pH của dung dịch aluminat tới giá trị cần thiết ở nhiệt độ thích hợp để thu được nhôm hydroxyt tinh thể. Sau khi xử lý nhiệt nhôm hidroxit sẽ thu được nhôm oxit hoạt tính. I.2.2. Đặc điểm của phương pháp Sự tạo thành nhôm hydroxit khi kết tủa là một quá trình phức tạp, cùng với sự thuỷ phân trong dung dịch chứa nhôm lại có quá trình tách kết tủa nhôm hidroxit kèm theo sự tạo thành mầm kết tinh, phát triển cấu trúc thứ sinh [2]. Thành phần của dung dịch ban đầu, điều kiện kết tủa hydroxyt, già hoá và rửa kết tủa có ảnh hưởng rất lớn không những đến thành phần pha của nhôm hydroxyt (boehmite, giả boehmite, bayerit hoặc pha vô định hình) mà cả về hình dạng kích thước tinh thể, đặc tính cấu trúc không gian…Tiến hành khử nước của nhôm hydroxyt sẽ thu được nhôm oxyt và sản phẩm này thường thừa kế cấu trúc của nhôm hydroxyt ban đầu do hiệu ứng giả hình, nhất là với dạng giả boehmite và boehmite, chính vì vậy người ta cho rằng những đặc trưng cấu trúc cơ học cơ bản của nhôm oxyt (diện tích bề mặt riêng, thể tích và bán kính trung bình của lỗ xốp, sự phân bố lỗ xốp theo kích thước, độ bền cơ học) được khởi thảo ngay ở giai đoạn điều chế nhôm hydroxyt. Phần lớn khung của nhôm hydroxyt được hình thành ở giai đoạn kết tủa và già hoá, rửa. Còn có một số công đoạn xử lý thêm để nhôm hydroxyt có tính chất cần thiết cho tạo hình . Các phương pháp xử lý bổ sung có thể là hoá học (dùng axit hoặc kiềm), nhiệt (sấy và làm đậm đặc), cơ học (đảo trộn trong máy trộn) [2,5] I.3. Ứng dụng của nhôm oxit Gamma-oxit nhôm được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, nhất là lọc hoá dầu, xúc tác cho các phản ứng hoá học, trong vấn đề xử lý ô nhiễm môi trường,... do GVHD: TS Vũ Thị Thu Hà 13 SV TH: Đặng Thị Thùy Đồ án tốt nghiệp Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng đặc tính có bề mặt riêng lớn, hoạt tính cao, bền cơ, bền nhiệt. Ngoài ra -Al2O3 là loại chất mang trơ có diện tích bề mặt riêng thấp. Loại chất mang này có khả năng chịu được các điều kiện khắc nghiệt của môi trường bởi đặc tính chịu nhiệt, độ bền hoá học và độ bền vật lý cao. I.3.1. Ứng dụng của gamma-oxit nhôm trong công nghệ lọc hoá dầu I.3.1.1. Ứng dụng làm chất xúc tác  Xúc tác cho quá trình Clause [25]: Trong quá trình này oxit nhôm được sử dụng như một chất xúc tác nhằm chuyển hoá H2S thành muối sunfua. Lưu huỳnh là chất khí độc với sức khỏe con người, sự có mặt của nó trong dòng khí công nghệ gây ngộ độc chất xúc tác, ăn mòn thiết bị, tạo cặn đường ống, tạo ra khí thải làm ô nhiễm môi trường bởi vậy cần khống chế hàm lượng H 2S tối thiểu trong dòng khí công nghệ và khí thiên nhiên bằng cách chuyển hóa nó sang dạng khác ít gây độc hơn. Có nhiều phương pháp biến Hydrosunfua (H 2S) có trong khí dầu mỏ thành lưu huỳnh đơn chất S nhưng công nghệ được ứng dụng rộng rãi nhất là công nghệ claus. Quá trình claus bao gồm 2 giai đoạn : giai đoạn nhiệt và giai đoạn xúc tác  Giai đoạn nhiệt : Giai đoạn này chủ yếu do tác dụng của một phần khí H2S với không khí ở nhiệt độ cao khoảng 1000-14000C theo phản ứng 2 H 2 S+3O 3 →2 SO2 +2 H 2 O  Giai đoạn xúc tác : Trong giai đoạn xúc tác chủ yếu xử lí lượng khí còn lại trên các tâm hoạt tính aluminn. Phản ứng chính xảy ra trong giai đoạn này được gọi là phản ứng claus 2 H 2 S+ SO 2⃗ γ− Al 2 O 3 3 S+2 H 2 O Khi sử dụng tầng xúc tác, hiệu suất thu lưu huỳnh có thể lớn hơn 97% của tổng lượng lưu huỳnh của cả quá trình. Nếu đưa vào khoảng hơn 2,6 tấn dòng khí công nghệ thì sẽ sản xuất được 1 tấn lưu huỳnh.  Xúc tác cho quá trình Reforming[27]: Nhôm oxit -Al2O3 trong quá trình này đóng vai trò vừa là chất mang, vừa là xúc tác. Chất mang -Al2O3 kết hợp với các GVHD: TS Vũ Thị Thu Hà 14 SV TH: Đặng Thị Thùy Đồ án tốt nghiệp Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng cấu tử kim loại quý, tạo xúc tác lưỡng chức năng. Mục đích của quá trình là nâng cao trị số octan của xăng. Bản chất của quá trình Reforming là quá trình biến đổi thành phần các hydrocacbon nhẹ của dầu mỏ chủ yếu là Parafin và Naphten (có số nguyên tử 6÷ 10) thành các HydroCacbon thơm có số Cacbon tương ứng. Xúc tác được sử dụng trong quá trình reforming xúc tác là loại xúc tác đa chức năng, gồm chức năng oxy hoá khử và chức năng axit. Trong đó chức năng axit nhằm xắp xếp lại các mạch cacbon (đồng phân hóa, đóng vòng…) được thực hiện trên chất xúc tác oxit nhôm hoạt tính có bề mặt riêng lớn và được clo hóa để điều chỉnh lực axit thích hợp.  Xúc tác cho quá trình sản xuất nhiên liệu sạch Đimêtyl ête DME [28]: Đimêtyl ête (DME) có nhiệt độ sôi -24,9 oC, nên trong điều kiện thường nó tồn tại dưới dạng khí, nhưng dễ được hóa lỏng. Áp suất hóa lỏng của nó ở 20oC là 0,5 MPa, còn ở 38oC là 0,6 Mpa. DME ít độc và có thể dùng thay cho freon trong máy lạnh hay dùng để sản xuất sol khí. Nó cũng có thể được dùng làm dung môi chiết trích. Đặc biệt DME không gây "hiệu ứng nhà kính". Do vậy từ năm 1995, DME được xem là nhiên liệu diesene sạch. So với nhiên liệu diesene từ dầu mỏ, DME có chỉ số xetan cao hơn (55-60 so với 40-45), nhiệt độ bắt lửa thấp hơn (235 oC so với 250oC). Đặc biệt, khí thải không gây ô nhiễm môi trường, không có muội than, hàm lượng nitơ oxit thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn cho phép. Nói chung, khí thải từ đốt cháy DME không đòi hỏi làm sạch. Theo đánh giá của các chuyên gia, khi sử dụng DME làm nhiên liệu, các phương tiện giao thông vận tải không gặp trở ngại về nguyên tắc nào. Theo các nhà nghiên cứu Nhật Bản thì khi sử dụng DME làm nhiên liệu cho động cơ tuốc-bin khí và hiệu quả kinh tế lớn hơn so với sử dụng khí nén. Do chỉ tiêu kinh tế có lợi như vậy, nên ngày nay đang có chiều hướng định hướng lại việc chế tạo xăng từ khí tổng hợp. Ngày nay, thích hợp hơn là định hướng lại việc chế tạo xăng từ khí tống hợp đi qua giai đoạn trung gian là tổng hợp trực tiếp DME. Xăng thu được từ quá trình này có chất lượng rất tốt: chỉ số octan 92-93. Con đường đơn giản nhất để sản xuất DME là đi từ methanol. Xúc tác cho quá trình đehyđrat hóa metanol thành DME là nhôm oxide. GVHD: TS Vũ Thị Thu Hà 15 SV TH: Đặng Thị Thùy Đồ án tốt nghiệp Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng I.3.1.2. Ứng dụng nhôm oxit làm chất mang  Làm chất mang cho quá trình cracking xúc tác tầng sôi (FCC) [27,6]: Quá trình Cracking xúc tác là quá trình quan trọng trong nhà máy lọc dầu để sản xuất xăng có chỉ số octan cao từ các phân đoạn nặng hơn. Đáp ứng yêu cầu chất lượng sản phẩm đề ra đồng thời tăng năng suất thu hồi các sản phẩm phân đoạn nhẹ. Chất xúc tác trong FCC gồm 3 thành phần chính : zeolite, chất mang , chất kết dính Chất mang đóng vai trò đáng kể trong chất lượng của xúc tác. Các mao quản của Zeolite quá nhỏ, không cho phép các phân tử HydroCacbon lớn khuyếch tán vào. Chất mang hiệu quả phải có khả năng cho phép khuyếch tán HydroCacbon vào và ra khỏi xúc tác. Chất mang oxit nhôm có kích thước mao quản, độ xốp, độ bền cao thỏa mãn được các yêu cầu trên. Chất mang cũng có hoạt tính tuy nhiên tính chọn lọc không cao như Zeolite nhưng có khả năng crack các phân tử lớn, những phân tử không có khả năng thâm nhập vào các lỗ rỗng của Zeolite và các phản ứng cracking sơ cấp xảy ra trên chất mang. Sản phẩm là các phân tử nhỏ hơn có khả năng thâm nhập vào các mao quản của Zeolite Ngoài vai trò trên, chất mang còn có vai trò bẫy các nguyên tử Vanadi và các phân tử mang Nitơ có tính kiềm. Những chất này làm ngộ độc Zeolite. Như vậy một trong những ưu điểm của chất mang là giữ cho Zeolite không bị mất hoạt tính sớm do tạp chất Tóm lại chất mang trong chất xúc tác của quá trình cracking làm tăng khả năng cracking phân đoạn nặng, chống ngộ độc Vanadi và Nitơ.  Làm chất mang trong quá trình xử lý bằng hydro[10]: Những loại xúc tác sử dụng cho quá trình này được dùng để tách những hợp chất hữu cơ có chứa lưu huỳnh, nitơ, có trong quá trình lọc dầu. Ngoài ra còn dùng để tách những tạp chất kim loại có trong nhiên liệu, nhưng khi sử dụng trong lĩnh vực này thì thời gian sống của xúc tác ngắn, -Al2O3 được sử dụng như một chất mang xúc tác trong quá trình này. Điển hình nhất là quá trình khử lưu huỳnh (HDS), mục đích của quá trình này loại các tạp chất chứa lưu huỳnh trong nhiên liệu như xăng và diezen. Nhiên liệu GVHD: TS Vũ Thị Thu Hà 16 SV TH: Đặng Thị Thùy Đồ án tốt nghiệp Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng chứa lưu huỳnh khi cháy sẽ tạo ra khói thải có chứa các khí SO x gây ăn mòn thiết bị và độc hại cho người sử dụng, đồng thời còn là nguyên nhân gây ra mưa axit. Để giảm thiểu những tác động xấu đến sức khỏe và môi trường của khói thải động cơ cần phải làm giảm hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu. Các chất xúc tác sử dụng cho quá trình này là các sulfua molypden hoặc vonfram được kích động bởi các sulfua của các kim loại nhóm VIII, coban hoặc niken. Các pha hoạt tính này được mang trên các chất mang có diện tích bề mặt riêng lớn, thường là oxit nhôm.  Làm chất mang cho quá trình chuyển hóa CO với hơi nước (water gas shift) [2]: Chuyển hóa CO với hơi nước (1) là phương pháp quan trọng để nâng cao sản lượng khí hydro từ các quá trình công nghiệp như quá trình reforming hơi nước của khí tự nhiên hoặc khí hóa than và các vật liệu chứa cacbon. Hỗn hợp khí tổng hợp chứa chủ yếu là hydro, cacbonmonoxit (CO) được tạo thành ở nhiệt độ cao nhờ quá trình cháy của khí tự nhiên, than, sinh khối, dầu mỏ và chất thải hữu cơ. Sau đó, hơi nước được thêm vào hỗn hợp nguyên liệu CO + H 2. Chất xúc tác sử dụng cho quá trình này là các kim loại chuyển tiếp trên chất mang nhôm oxit Co-Mo/Al2O3. CO + H2O ↔ CO2 + H2 H = - 41 kJ/mol (1) I.3.2. Ứng dụng trong vấn đề xử lý ô nhiễm môi trường Ngoài vai trò làm chất xúc tác cho quá trình xử lý khí thải. -Al2O3 còn được dùng trong công nghiệp dược phẩm, đặc biệt dùng để xử lý nước chứa flo [29]. Trong một số khu vực ở nước ta, do cấu tạo địa chất mà nguồn nước ngầm ở đó có chứa Flo. Hàm lượng Flo trong nước ngầm tối ưu cho mục đích sinh hoạt của con người là từ 0,7- 1,2 mg/l. Nếu hàm lượng Flo thấp hơn 0,7 mg/l có thể dễ mắc các căn bệnh giòn và mục răng. Ngược lại, khi hàm lượng Fluor cao trên 1,5 mg/l có thể gây ăn mòn men răng, ảnh hưởng đến thận và tuyến giáp. Việc xử lí Flo bằng oxit nhôm hoạt tính đã được đưa vào ứng dụng trong công nghệ xử lí nước với những ưu điểm có hiệu quả kinh tế, giá thành rẻ, không tạo ra các thành phần ô nhiễm khác trong quá trình xử lí, hiệu suất xử lí cao hơn so với các công nghệ xử lí khác, đồng thời dễ tái sinh. GVHD: TS Vũ Thị Thu Hà 17 SV TH: Đặng Thị Thùy Đồ án tốt nghiệp Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng I.3.3. Ứng dụng làm chất hấp phụ Ngoài vai trò được sử dụng làm chất xúc tác, chất mang -Al2O3 còn được sử dụng làm chất hấp phụ để tách loại một số cấu tử khỏi các cấu tử khác hay làm chất hút ẩm [2,5]. Ví dụ như dùng để làm chất hấp phụ trong quá trình sấy khí, hoặc làm khô chất lỏng hữu cơ, hay để tách SO x có trong khí, đôi khi còn sử dụng để làm lớp hấp phụ bảo vệ chất xúc tác trong thiết bị phản ứng khỏi các chất gây ngộ độc xúc tác. Việc chọn oxit nhôm cho ứng dụng xúc tác phải đảm bảo một số chỉ tiêu như: tính sẵn có, dễ sản xuất, giá thành hợp lý. Ngoài việc đáp ứng được các tiêu chuẩn này thì oxit được chọn cũng cần phải có những đặc tính như: tính axit, diện tích bề mặt, cấu trúc lỗ xốp, độ tinh khiết và độ bền vật lý. Tuỳ thuộc vào mỗi loại ứng dụng mà oxit nhôm có thể được sử dụng như một chất mang, chất xúc tác, chất kết dính, hay chất hấp phụ và mức độ quan trọng của những chỉ tiêu trên có thể thay đổi theo từng ứng dụng. Bên cạnh đó độ tinh khiết của oxit nhôm cũng rất quan trọng. Độ tinh khiết cao sẽ tạo xúc tác có hoạt tính cao và tránh được ngộ độc trong quá trình phản ứng. So với các oxit nhôm khác thì oxit nhôm đi từ Boehmite hoặc giả Boehmite có độ tinh khiết cao nhất nên chúng thường được quan tâm đến nhiều hơn. Từ Boehmite có thể điều chế ra nhiều loại oxit nhôm có thể đáp ứng được đầy đủ những chỉ tiêu trên. Do vậy, Boehmite (giả Boehmite) thường được chọn là tiền chất oxit nhôm cho nhiều loại xúc tác. I.4. Tình hình nghiên cứu ở trong nước Cả nước ta hiện nay chỉ có một cơ sở duy nhất sản xuất hyđroxit nhôm kỹ thuật ở dạng hàng hóa, đó là Nhà máy Hóa chất Tân Bình tại thành phố Hồ Chí Minh. Ngoài sản phẩm hydroxit nhôm, năm 2001, Công Ty Hóa Chất cơ bản Miền Nam đó đầu tư dây chuyền sản xuất nhôm oxit (Al 2O3) kỹ thuật công suất 400 tấn/năm, theo công nghệ lò con thoi, sản xuất từng mẻ gián đoạn. Sản phẩm Al 2O3 của Công ty được dùng cho các ngành sản xuất vật liệu xây dựng và vật liệu chịu lửa (gạch cao nhôm, samot), đỏ mài trắng, xi măng alumin, gốm sứ, thủy tinh…,(trong đó ngành vật liệu là chủ yếu). Tuy nhiên sản phẩm của nhà máy có chất lượng chưa đạt tiêu chuẩn làm chất mang hoặc làm chất xúc tác cho các quá trình hóa học. Hơn nữa, sắp GVHD: TS Vũ Thị Thu Hà 18 SV TH: Đặng Thị Thùy Đồ án tốt nghiệp Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng tới nhu cầu các chế phẩm của oxit nhôm hydrat bao gồm oxit nhôm kĩ thuật nung cho công nghệ luyện nhôm, oxit nhôm hoạt tính cao cấp cho ngành hóa chất, đặc biệt là trong công nghiệp lọc hóa dầu (làm chất mang xúc tác, chất hấp phụ để xử lý môi trường,…) là khá lớn. Trong khi đó lượng oxit nhôm hoạt tính hiện đang sử dụng tại các nhà máy hóa chất, phân đạm, các nhà máy lọc dầu đang phải nhập ngoại hoàn toàn. Nguồn nguyên liệu nhôm trong nước ngoài bauxite Lâm Đồng, còn có cao lanh Tấn Mài - Quảng Ninh, cao lanh Yên Bái, bauxite Lạng Sơn và Quảng Ninh... Có thể nói, trữ lượng nguyên liệu cho công nghiệp tinh chế oxit nhôm Việt Nam trong tương lai khá hứa hẹn. Việc định hướng công nghệ hiện đại như các nước đã làm từ hyđroxit nhôm theo phương pháp kết tủa kết tủa các dạng oxit nhôm hoạt tính có chất lượng cao đạt tiêu chuẩn chất lượng quốc tế là một việc làm rất cần thiết và mang lại hiệu quả kinh tế cao vì nâng cao được giá trị của hydroxit nhôm, đồng thời giảm được ngoại tệ do phải nhập khẩu oxit nhôm hoạt tính. Ở Việt Nam đã có nhiều công trình nghiên cứu quá trình tổng hợp nhôm oxit hoạt tính bằng phương pháp kết tủa, tạo ra mẫu nhôm oxit có bề mặt riêng lớn. Nhưng thành công nhất của nhóm nghiên cứu Đỗ Thanh Hải và các cộng sự, đã tổng hợp mẫu nhôm oxit từ nguyên liệu nhôm hydroxit Tân Bình bằng phương pháp kết tủa có diện tích bề mặt riêng là 214,88 m2/g. Ngoài ra, Hoàng Trọng Yêm và các cộng sự đã điều chế nhôm oxit dạng boehmite và -Al2O3. Tạ Quang Minh và cộng sự đã điều chế nhôm hydroxit và nhôm oxit ứng dụng làm chất hấp phụ trong các nhà máy chế biến khí và lọc hóa dầu. Tuy nhiên, các nghiên cứu này mới dừng ở qui mô phòng thí nghiệm, cỡ 0,5 lít nguyên liệu cho mỗi mẻ thực nghiệm, chưa tiến hành triển khai ở qui mô pilot phòng thí nghiệm, cũng như qui mô pilot công nghiệp và sản xuất thử với mẻ lớn. Năm 1997, Viện Hóa học công nghiệp đã được giao thực hiện đề tài cấp Tổng Công ty « Nghiên cứu điều chế oxit nhôm hoạt tính từ dung dịch aluminat Tân Bình ». Đề tài đã đạt được một số thành công nhất định nhưng chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu ở qui mô phòng thí nghiệm, chế tạo ra khoảng 30 g sản phẩm mỗi mẻ. Qui trình sản xuất oxit nhôm kỹ thuật được đề xuất tạo ra sản phẩm còn lẫn nhiều tạp chất. Diện tích bề mặt riêng của mẫu cũng chưa đo được do thiếu thiết bị. Bản thân GVHD: TS Vũ Thị Thu Hà 19 SV TH: Đặng Thị Thùy Đồ án tốt nghiệp Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng các tác giả của đề tài cũng nhận thấy còn một số vấn đề tồn tại, chẳng hạn, do điều kiện ở xa nên mẫu dung dịch aluminat Tân Bình chỉ lấy được một lần, các thí nghiệm đều tiến hành từ một loại mẫu aluminat ban đầu. Ngoài ra, mẫu oxit nhôm hoạt tính chưa được đánh giá theo hướng sử dụng. Đặc biệt, các tác giả chưa nghiên cứu tạo dạng hạt oxit nhôm. Năm 2006 – 2007, Phòng thí nghiệm trọng điểm công nghệ lọc hóa dầu Viện hóa học công nghiệp được giao thực hiện Nhiệm vụ hợp tác quốc tế theo nghị định thư với Cộng hòa Pháp liên quan đến việc chế tạo xúc tác Co-Mo mang trên chất mang oxit nhôm hoạt tính. Đề tài đã nghiên cứu sản xuất oxit nhôm hoạt tính theo nhiều phương pháp khác nhau ở quy mô pilot phòng thí nghiệm và đề xuất qui trình điều chế oxit nhôm chất lượng cao tương đương sản phẩm nhập từ Trung Quốc mà giá thành lại thấp hơn. Tuy nhiên, để có thể tiến tới việc triển khai sản xuất ở quy mô công nghiệp, còn cần phải hoàn thiện quy trình công nghệ tổng hợp oxit nhôm ở quy mô lớn hơn. GVHD: TS Vũ Thị Thu Hà 20 SV TH: Đặng Thị Thùy
- Xem thêm -