Tài liệu 118920618-9458823-ba

Tổng hợp γ-Al2O3 làm chất mang xúc tác CaO/γ-Al2O3 cho phản ứng tạo Biodiezel MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU………..………………………………………………….…...………3 CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN LÝ THUYẾT………………………….….………...6 1.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ VẬT LIỆU ÔXIT NHÔM.........................................6 1.1.1. Nhôm hydroxyt………………………………….……………………6 1.1.2. Nhôm oxyt…………………….………………………………………7 1.2. VẬT LIỆU MAO QUẢN TRUNG BÌNH (MQTB)………………..………...….9 1.2.1. Giới thiệu chung…………………………………………………………….…9 1.2.2. γ-Al2O3 mao quản trung bình (MQTB)……………………….………………10 1.2.2.1. Đặc tính của γ-Al2O3 MQTB…………………………………..………….…10 1.2.2.2. Phân loại γ-Al2O3 MQTB……………………………………...…………….10 1.3. PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP γ-Al2O3 SỬ DỤNG AXIT CACBOXYLIC LÀM CHẤT ĐỊNH HƯỚNG CẤU TRÚC…………………………….……….……11 1.4. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ NHIÊN LIỆU KHOÁNG VÀ NHIÊN LIỆU DIEZEL………………………………………………………………...………..……15 1.4.1. Tiềm năng và nhu cầu sử dụng nhiên liệu khoáng………………………..…...15 1.4.2. Khí thải của nhiên liệu diezel truyền thống………………….……….………..19 1.5. TỔNG QUAN VỀ DẦU THỰC VẬT ………………………………………..…20 1.5.1.Thành phần hoá học của dầu thực vật………………………………..…………20 1.5.2. Tính chất lý học của dầu thực vật……………………….………….………….22 1.5.3. Tính chất hoá học của dầu thực vật……………………….................................22 1.5.4. Các chỉ tiêu quan trọng của dầu thực vật……………………...………….……23 1.5.5. Tổng quan về biodiezel…………………………………….……..……………24 1.5.5.1. Nhiên liệu sinh học………………………………………….…………….…25 1.5.5.2. Giới thiệu về biodiezel……………………………………...…………..……25 1.5.5.3. Các quá trình chuyển hoá este tạo biodiezel ……………….…………..……31 Hoàng Quang Vinh 1 Lớp : Hóa dầu 1 – K49 Tổng hợp γ-Al2O3 làm chất mang xúc tác CaO/γ-Al2O3 cho phản ứng tạo Biodiezel CHƯƠNG 2 : THỰC NGHIỆM…………………………………….……….……..35 2.1. TỔNG HỢP γ-Al2O3 MQTB………………………………….…..…….…….35 2.1.1. Phương pháp điều chế Boehmite……….…………………...….………. …….35 2.1.2. Phương pháp điều chế γ-Al2O3 MQTB…………………………. ……………35 2.1.3. Điều chế xúc tác CaO/γ-Al2O3……………………………….…………..……36 2.1.4. Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng của vật liệu γ-Al2O3…………...… 36 2.2. QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP BIODIESEL...............................................................39 2.2.1. Yêu cầu về nguyên liệu.......................................................................................39 2.2.2. Quá trình tổng hợp biodiesel từ dầu thực vật......................................................40 2.2.3 Cách tiến hành tổng hợp biodiesel…………………………..………….……....41 2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM....................43 2.3.1. Xác định độ nhớt động học..................................................................................44 2.3.2. Xác định nhiệt độ chớp cháy cốc kín……………………………………....…..44 2.3.3. Xác định tỷ trọng…………………………………………………….……........45 2.3.4. Phương pháp sắc kí khí………………………………………………..……….46 2.3.5. Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại……………………………….…...…….46 CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……………………………...….....…48 3.1. Kết quả tổng hợp chất mang và xúc tác…………………………………...….......48 3.1.1. Kết quả tổng hợp γ-Al2O3…………………………………………….………...48 3.1.2. Kết quả tổng hợp xúc tác CaO/γ-Al2O3……………………………...…………60 3.2. Kết quả tổng hợp Biodiezel…………………………………………...……..…...61 3.2.1. Đặc trưng của dầu nành………………………………………..……….….…...61 3.2.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến độ chuyển hóa biodiesel….……….…..….61 Hoàng Quang Vinh 2 Lớp : Hóa dầu 1 – K49 Tổng hợp γ-Al2O3 làm chất mang xúc tác CaO/γ-Al2O3 cho phản ứng tạo Biodiezel 3.2.3. Nghiên cứu tái sử dụng xúc tác……………………………….……….....….67 3.3. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM………………….………….……..68 KẾT LUẬN……………………………….………………………………………….70 TÀI LI ỆU THAM KHẢO…………………………………………………. …….....71 PHỤ LỤC LỜI MỞ ĐẦU Nhôm oxyt được biết đến với rất nhiều dạng tồn tại dưới các pha tinh thể khác nhau như γ, α, δ, η, θ,… Các oxyt nhôm có nhiều giá trị sử dụng, đặc biệt trong công nghệ hóa chất. Yếu tố đóng góp nên giá trị của oxyt nhôm là diện tích bề mặt riêng tương đối cao và có tính chất lý, hoá điển hình như độ bền cơ, bền nhiệt và có tính axit. Trong các dạng oxyt nhôm trên thì γ-Al2O3 mang tính chất điển hình của một oxyt nhôm hoạt tính cao, dễ điều chế. Từ lâu trên thế giới γ-Al2O3 đã được ứng dụng rộng rãi cho nhiều mục đích khác nhau mà phổ biến nhất là làm chất mang xúc tác cho nhiều quá trình hoá học. Đặc biệt trong lĩnh vực chế biến dầu mỏ, khi mà nguồn nguyên liệu ngày càng xấu hơn,các nhà máy lọc dầu đều sử dụng dầu nặng làm nguồn nguyên liệu chủ yếu thì việc dùng γ-Al2O3 có mao quản lớn và diện tích bề mặt riêng lớn làm chất mang đã đưa ra một giải pháp hữu ích để giải quyết vấn đề này. Ngày nay, việc sản xuất và sử dụng nhiên liệu trên thế giới đều hướng theo một xu thế chung, đó là ưu tiên các nguồn nhiên liệu sạch được chế biến từ các nguyên liệu sinh học. Vấn đề đó càng trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết bởi trái đất đang ngày càng bị ô nhiễm nặng hơn, chủ yếu là do lượng khí thải hàng năm trong quá trình sản xuất của con người thải ra khi sử dụng các nhiên liệu truyền thống. Mặt khác, nguồn nguyên liệu khoáng mỗi lúc một cạn kiệt dần mà nhu cầu về nhiên liệu để tạo ra năng lượng cho con người vẫn không ngừng tăng theo sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật. Do vậy, mục đích của đề tài đồ án tốt nghiệp của em là tổng hợp vật liệu γ-Al 2O3 mao quản trung bình làm chất mang cho xúc tác quá trình tổng hợp biodiesel, đây là loại nhiên liệu sinh học được tổng hợp từ các nguồn dầu mỡ động thực vật khác nhau như: dầu hạt cao su, dầu nành, dầu dừa, dầu cọ… Trong quá trình tổng hợp biodiesel thì xúc Hoàng Quang Vinh 3 Lớp : Hóa dầu 1 – K49 Tổng hợp γ-Al2O3 làm chất mang xúc tác CaO/γ-Al2O3 cho phản ứng tạo Biodiezel tác đóng vai trò rất quan trọng, do vậy việc đưa xúc tác lên chất mang γ-Al2O3 mao quản trung bình có diện tích bề mặt riêng lớn góp phần làm tăng hoạt tính cũng như độ bền của xúc tác. Do nguyên liệu để tổng hợp biodiesel rất phong phú và lại là nguyên liệu có thể tái sử dụng nên việc phát triển đề tài này trong tương lai rất hợp với xu thế chung của thế giới, không những có thể tạo ra vật liệu tốt làm chất mang mà còn đóng góp hữu ích cho ngành sản xuất năng lượng ở Việt Nam. Trong đồ án này em tập trung nghiên cứu để tổng hợp ra vật liệu γ-Al 2O3 có cấu trúc đa mao quản và diện tích bề mặt riêng lớn nhằm đưa pha hoạt tính lên chất mang một cách hiệu quả nhất. Điều chế xúc tác CaO/γ-Al 2O3 làm xúc tác cho phản ứng trao đổi este và đánh giá hoạt tính của xúc tác này. Hoàng Quang Vinh 4 Lớp : Hóa dầu 1 – K49 Tổng hợp γ-Al2O3 làm chất mang xúc tác CaO/γ-Al2O3 cho phản ứng tạo Biodiezel LỜI CẢM ƠN Em xin bầy tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Hữu Trịnh, trong suốt quá trình thực hiện đồ án nghiên cứu này thầy đã hướng dẫn, giúp đỡ em rất tận tình để em có thể hoàn thành tốt và đúng thời hạn đề tài tốt nghiệp. Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo trong bộ môn Công nghệ Hữu cơ – Hoá dầu đã tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu. Tuy nhiên việc hoàn thành đồ án này không tránh khỏi những điều thiếu sót, em rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của các thầy cô để đề tài này được hoàn thiện hơn. Hà Nội, ngày 22 tháng 5 năm 2009 Sinh viên Hoàng Quang Vinh Hoàng Quang Vinh 5 Lớp : Hóa dầu 1 – K49 Tổng hợp γ-Al2O3 làm chất mang xúc tác CaO/γ-Al2O3 cho phản ứng tạo Biodiezel CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ VẬT LIỆU NHÔM OXIT 1.1.1. Nhôm Hydroxit Nhôm hydroxit là một trong các hóa chất quan trọng trong công nghiệp, đặc biệt là công nghiệp sản xuất nhôm kim loại tinh khiết, hợp kim nhôm, sản xuất các vật liệu gốm sứ, bột mài, phụ gia cho công nghiệp chất dẻo. Có hai loại nhôm hydroxyt phổ biến tồn tại dạng tinh thể :   Nhôm Trihyroxyt Al(OH)3  Nhôm Monohydroxyt AlO(OH) Nhôm Trihydroxyt : Nhôm Trihydroxit được biết đến với rất nhiều dạng khác nhau nhưng 3 loại thông dụng nhất là Gibbsite, Bayerite và Nordstrandite. Trong các Trihydroxit đó, Gibbsite là dạng tồn tại nhiều trong tự nhiên. Cả 3 loại hydroxit này đều có cấu trúc lớp. Mỗi lớp có 2 mặt phẳng chứa đựng các nhóm OH  và những ion Al3+ thuộc lớp nằm giữa 2 mặt phẳng đó và 2/3 thể tích của mỗi lỗ trống bát diện được chiếm bởi ion Al 3+ . Các lớp đuợc liên kết với nhau bằng liên kết hydro giữa các nhóm hydroxyl ngay bên cạnh và gần nhất. Sự khác nhau trong cấu trúc của chúng là do không gian liên kết giữa các lớp.  Nhôm Monohydroxyt : Có 2 loại Monohydroxyt nhôm được biết đến với cấu trúc tương tự nhau, đó là Boehmite và Diaspore. Chúng phổ biến trong tụ nhiên cùng với Gibbsite dưới dạng quặng Bauxite. Dưới áp suất hơi nước bão hoà, tinh thể Al(OH) 3 được chuyển thành Hoàng Quang Vinh 6 Lớp : Hóa dầu 1 – K49 Tổng hợp γ-Al2O3 làm chất mang xúc tác CaO/γ-Al2O3 cho phản ứng tạo Biodiezel AlO(OH) tại nhiệt độ 375K. Tại nhiệt độ thấp hơn 575K, sự tạo thành Boehmite chiếm ưu thế hơn. Boehmite là một trong những vật liệu mang lại nhiều thú vị cho các nhà khoa học về diện tích bề mặt. Nó được chỉ ra bởi Lippens và Steggreda (1970) rằng có sự khác biệt rõ ràng giữa dạng Boehmite tinh thể và dạng giả Boehmite (hay Boehmite gelatine - chất luôn chứa một lượng nước không xác định, liên kết giữa các lớp với nhau). Tinh thể Boehmite bao gồm các lớp đôi O, OH dạng gợn sóng trong đó các anion gói ghém chắc chắn dạng lập phương. Các ion nằm trong trạng thái phối trí bát diện, nằm ở tâm hình bát diện. Mỗi ion nhôm được bao bọc bởi 4 ion oxy và 2 ion nhóm OH  . 1.1.2. Nhôm oxyt Những pha Al2O3 ít bền hơn là pha có độ xốp cao hơn (thuộc loại γ), hoạt tính mạnh hơn và không tồn tại trong tự nhiên. Nó được điều chế bằng cách phân huỷ nhiệt Al(OH)3 hay AlO(OH) tại nhiệt độ trung bình và trải qua quá trình thay đổi bất thuận nghịch thành các dạng oxyt nhôm. Chúng có diện tích bề mặt riêng có thể lên đến 300 – 400 m2/g nên được sử dụng rất nhiều trong lĩnh vực xúc tác và hấp phụ. Do diện tích bề mặt riêng lớn và độ bền nhiệt đặc biệt cao của chúng, nhất là 2 dạng oxyt γ và ηAl2O3 nên chúng được sử dụng nhiều làm chất mang xúc tác. Tuy nhiên việc điều chế dạng η-Al2O3 phức tạp hơn dạng γ- Al2O3. Oxyt nhôm loại gamma là những oxyt có chung công thức Al2O3.nH2O, với giá trị n thuộc khoảng 0 < n < 0,6 chúng được tạo thành khi nung nhôm hydroxyt không quá 600°C. Thuộc nhóm này có : γ, η, χ . Dạng γ-Al2O3 không có trong tự nhiên, nó được tạo ra khi nung Gibbsite, Bayerite, Nordstrandite và Boehmite ở nhiệt độ trong khoảng 450 - 600 °C hoặc thuỷ phân muối nhôm nitrat từ 900 - 950°C. Khối lượng riêng của γ-Al2O3 : d = 3,20 – 3,77 g/cm3.  Thành phần cấu trúc của γ-Al2O3 Có 2 suy nghĩ khác nhau về thành phần cấu trúc của γ-Al2O3. Trường phái thứ nhất phổ biến hơn cho rằng γ-Al 2O3 l à oxyt không đúng với tỷ lệ như vậy trong công thức và có cấu trúc dạng spinel khiếm khuyết. Nhóm thiểu số lại cho rằng trong cấu trúc của γ-Al2O3 có chứa hydro. Hoàng Quang Vinh 7 Lớp : Hóa dầu 1 – K49 Tổng hợp γ-Al2O3 làm chất mang xúc tác CaO/γ-Al2O3 cho phản ứng tạo Biodiezel + Theo quan điểm thứ nhất, thông qua phổ nhiễu xạ tia X cho thấy γ-Al 2O3 có cấu trúc dạng spinel có khuyết tật. Nó được xác định từ những năm 1935 rằng γ-Al 2O3 có quan hệ gần gũi với cấu trúc spinel của oxyt nhôm và Magie (MgAl 2O4). Spinel nhôm – magie có trong tế bào cơ sở của nó 24 cation, 32 anion. Các ion O 2- được gói ghém đặc khít, còn các ion Mg2+ chiếm giữ các vị trí tứ diện (T d) và các ion Al3+ chiếm các vị trí bát diện (Oh). [7]. Trong γ-Al2O3, các ion Al3+ chiếm giữ cả 2 vị trí tứ diện và bát diện, các cation được bao vây bởi hình lập phương chắc đặc của các ion O 2-. Tuy nhiên để thích hợp với công thức tỷ lệ là Al2O3 , thì 22/3 trong số các vị trí của 24 cation sẽ là các ô trống. Vì vậy công thức đặc trưng cho γ-Al 2O3 sẽ là 8/3Al64/3O32 (ở đây đóng vai trò là ô trống ). Kordes nêu lên nhận xét về sự tương đồng cấu trúc giữa γ-Al 2O3 và spinel LiAl5O8 (có thông số mạng là a = 7,9 A ° ), vậy có thể coi γ-Al 2O3 có công thức HAl5O8. [8]. Tuy nhiên trong nội bộ trường phái này vẫn còn tranh cãi về sự phân bố của các ion Al3+ trên mỗi loại ô trống trong mạng tinh thể. + Theo quan điểm thứ 2, xuất phát từ sự phân tích về mặt hoá học đưa ra. Trong khi số đông ý kiến cho rằng γ-Al 2O3 là một nhôm oxyt có tỷ lệ hoá học đã được xác định, lại xuất hiện lien tiếp các báo cáo cho rằng thành phần γ-Al 2O3 thực tế có chứa hydro. Vì vậy, các báo cáo này đã gieo một nghi ngờ vào ý nghĩa của quan điểm thứ nhất cho răng γ-Al2O3 có cấu trúc spinel khuyết tật, một quan niệm mà đang được chấp nhận phổ biến. Trên bề mặt của γ-Al2O3 tồn tại 2 loại tâm axit, tâm axit Bronsted và tâm axit Lewis. Tâm axit Lewis có thể tiếp nhận điện tử từ phân tử chất bị hấp phụ, còn tâm axit Bronsted có khả năng nhường proton cho phân tử chất bị hấp phụ. Theo Peri, trên bề mặt γ-Al2O3 dehydrat tồn tại 5 loại nhóm OH  khác nhau về cấu hình bao bọc xung quanh [9] tương ứng với các phổ hồng ngoại 3800, 3780, 3744, 3733, 3700 cm-1. Tính axit của γ-Al2O3 liên quan đến sự có mặt của các lỗ trống trên lớp bề mặt của nó với phối trí khác nhau trong cấu trúc spinel. Trong quá trình dehydrat, cùng với sự tăng nhiệt độ là sự chuyển dần các tâm axit Bronsted sang tâm axit Lewis. Tính bazơ do ion nhôm trong lỗ trống chưa được bão hoà hoá trị quyết định.  Ứng dụng của γ-Al2O3 Hoàng Quang Vinh 8 Lớp : Hóa dầu 1 – K49 Tổng hợp γ-Al2O3 làm chất mang xúc tác CaO/γ-Al2O3 cho phản ứng tạo Biodiezel Trong số các oxyt kim loại nói chung, oxyt nhôm có một vai trò nhất định trong lĩnh vực xúc tác và hấp phụ. Trong đó η và γ-Al 2O3 là những oxyt quan trọng nhất và thể hiện tính ưu việt hơn cả qua các đặc điểm như :  Diện tích bể mặt riêng và độ bền nhiệt lớn.  Dễ điều chế và dễ phân tán các tâm kim loại lên nó. Tuy nhiên việc điều chế γ-Al 2O3 dễ hơn nhiều so với dạng η, đó là nguyên nhân dẫn đến γ-Al2O3 được sử dụng làm chất xúc tác hay chất mang cho rất nhiều pha xúc tác hoạt động trong công nghiệp như :  Chuyển hoá hydrocacbon trong công nghệ lọc hoá dầu. [10].  Chất trợ giúp cho xử lý khí thải ôtô. [11].  Xúc tác cho công nghiệp tổng hợp hữu cơ. [12], [13].  Dehydro hóa ankan, dehydro hóa rượu. [14], [15].  Làm chất mang xúc tác cho phản ứng tổng hợp biodiesel. 1.2. VẬT LIỆU MAO QUẢN TRUNG BÌNH (MQTB) 1.2.1. Giới thiệu chung Thành công đầu tiên trong việc điều chế rây phân tử dạng cấu trúc mesopore mở ra một lĩnh vực mới về các hợp chất vô cơ rây phân tử trên toàn thế giới. Khám phá này hé lộ khả năng thú vị cho một loại rây phân tử mới có kích thước lỗ xốp lớn hơn đáng kể so với zeolite và độ phân bố lỗ xốp hẹp, với những ứng dụng không chỉ trong lĩnh vực xúc tác mà còn trong các lĩnh vực khác của hóa hoc. Sự khám phá ra các vật liệu rây phân tử MQTB bởi các nhà nghiên cứu của hãng Mobil, đã mở ra khả năng tổng hợp các vật liệu rây phân tử có kích thước lớn hơn 1 nm của các rây phân tử zeolite vi mao quản. Ban đầu, tất cả các oxyt silic mesopore và aluminosilicat mesopore rây phân tử được điều chế với sự xác định kích thước lỗ xốp đồng đều và nằm trong khoảng từ 1,5 ÷ 10 nm và có diện tích bề mặt riêng lớn hơn 1000 m2/g. Các rây phân tử này được điều chế bằng một phương pháp cấu trúc mới, trong đó thay thế cho việc sử dụng các đơn phân tử làm chất tạo cấu trúc, các phân tử có khả năng tự sắp xếp tạo ra các mixen đã được sử dụng như tác nhân trực tiếp tạo cấu trúc dạng mesopore. Hoàng Quang Vinh 9 Lớp : Hóa dầu 1 – K49 Tổng hợp γ-Al2O3 làm chất mang xúc tác CaO/γ-Al2O3 cho phản ứng tạo Biodiezel Kể từ đó đã có rất nhiều công trình nghiên cứu đã công bố về các kết quả : Tổng hợp, đặc trưng cấu trúc và ứng dụng của các vật liệu mesopore. [16], [17], [18]. Khi kết hợp nhôm trong vật liệu oxyt silic mesopore tạo nên hoạt tính xúc tác của aluminosilicat mesopore, đã được thông báo ngay sau khi loại vật liệu này được tìm ra. Nhôm oxyt là loại vật liệu rất thú vị với khả năng ứng dụng rộng rãi. Nhôm oxyt dạng thông thường có diện tích bề mặt riêng trong khoảng 50 ÷ 300 m 2/g được điều chế theo phương pháp kết tủa. [19]. Khi oxyt nhôm thể hiện là chất mang xúc tác rất quan trọng, chú ý đặc biệt được nêu ra trong các bài giảng để mô tả các tính chất của vật liệu nhôm oxyt. Rất nhiều cấu trúc nhôm oxyt (η, γ, χ, θ, δ, α) được điều chế bằng cách xử lý nhiệt đối với các loại tiền chất nhôm hydroxyt hay oxyt – hydroxyt khác nhau (Boehmite, giả Boehmite, Bayerite, Nordstrandite) và các cấu trúc cùng sự chuyển biến theo nhiệt của chúng cũng được báo cáo. Nhôm oxyt thông thường cho thấy diện tích bề mặt riêng nhỏ và điều bất lợi của chúng là khoảng phân bố kích thước lỗ xốp rộng, thậm chí còn có thể thu được nhiều hơn một cực đại nằm trong khoảng 3 – 15 nm. Vì vậy sự tổng hợp thành công tổ chức mesopore nhôm oxyt với bề mặt riêng có thể lên tới 500 m2/g và đặc biệt là có khoảng phân bố kích thước lỗ xốp hẹp có ý nghĩa thực tiễn rất lớn trong lĩnh vực xúc tác. Để tổng hợp mesopore oxyt nhôm, cần thiết phải thay đổi và tối ưu hóa các quy trình. Bagshaw và Pinnavaia [20] đã chỉ ra rằng chất tạo cấu trúc trung tính có thể cung cấp cho ta một phương pháp chung để tổng hợp mesopore oxyt nhôm bằng cách thuỷ phân nhôm alkoxides. Vaudry và các cộng sự đã xử dụng cùng nguồn nhôm [21], tuy nhiên các axit cacboxylic mạch dài cũng được xử dụng trực tiếp để điều chế mesopore nhôm oxyt. Các tác giả báo cáo rằng những oxyt nhôm mesopore được tổng hợp theo cách này không chứa vi mao quản “zeolite”. 1.2.2. γ-Al2O3 mao quản trung bình (MQTB) 1.2.2.1. Đặc tính của γ-Al2O3 MQTB γ-Al2O3 là loại vật liệu mao quản vì vậy theo IUPAC có thể phân chia thành 3 loại sau [2] :  Vật liệu mao quản có kích thước lớn : có d > 500A°  Vật liệu mao quản trung bình : có 20A° < d < 500A°  Vật liệu vi mao quản : có d < 20A° Hoàng Quang Vinh 10 Lớp : Hóa dầu 1 – K49 Tổng hợp γ-Al2O3 làm chất mang xúc tác CaO/γ-Al2O3 cho phản ứng tạo Biodiezel Điểm đặc biệt là γ-Al2O3 MQTB có kích thước mao quản đồng nhất, mao quản sắp xếp trật tự, có thể điều chỉnh được kích thước mao quản phù hợp với những tính chất mong muốn. 1.2.2.2. Phân loại γ-Al2O3 MQTB Các loại vật liệu mao quản khác nhau cho dạng đường đẳng nhiệt hấp phụ và nhả hấp phụ cũng khác nhau. Đường đẳng nhiệt hấp phụ và nhả hấp phụ của vật liệu MQTB cũng không trùng nhau, tạo ra vòng trễ. Hình dáng vòng trễ cho ta thông tin về hình dáng mao quản. Người ta chia vật liệu MQTB thành 3 loại dựa theo đường đẳng nhiệt hấp phụ và nhả hấp phụ [2] : a) b) c) Hình 1.1. Ba dạng đường hấp phụ và nhả hấp phụ của vật liệu MQTB Trường hợp mao quản hình trụ hoặc hình khe, ta có đường đẳng nhiệt hấp phụ và nhả hấp phụ trên hình a. Trường hợp mao quản hẹp phía dưới cho ta đường đẳng nhiệt hấp phụ và nhả hấp phụ trên hình b. Trường hợp mao quản hình lọ mực trên nhỏ dưới to hay còn gọi là hình cổ chai thể hiện đường đẳng nhiệt hấp phụ và nhả hấp phụ trên hình c. Tuỳ theo các phương pháp tổng hợp mà γ-Al 2O3 MQTB tạo ra có cấu trúc khác nhau. Theo các công trình nghiên cứu trên thế giới thì có thể hình thành các dạng cấu trúc sau [22]:  Dạng cấu trúc với các mao quản hình trụ, sắp xếp trật tự thành hình lục giác. Giữa các mao quản không có sự kết nối với nhau.  Dạng cấu trúc không gian 3 chiều, các mao quản phân bố không trật tự tạo ra cấu trúc giống như quả cầu.  Dạng cấu trúc với các mao quản sắp xếp trật tự theo lớp thành các phiến mỏng. Hoàng Quang Vinh 11 Lớp : Hóa dầu 1 – K49 Tổng hợp γ-Al2O3 làm chất mang xúc tác CaO/γ-Al2O3 cho phản ứng tạo Biodiezel 1.3. PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP γ-Al 2O3 SỬ DỤNG AXIT CACBOXYLIC LÀM CHẤT ĐỊNH HƯỚNG CẤU TRÚC. Do sự thành công trong tổng hợp vật liệu silic MQTB, nhiều nhà khoa học đã tiếp tục nghiên cứu tổng hợp vật liệu nhôm MQTB theo con đường tạo cấu trúc bằng chất hoạt động bề mặt. Nhiều loại chất hoạt động bề mặt khác nhau đã được dùng để tạo cấu trúc MQTB nhờ tương tác giữa chất tạo cấu trúc hữu cơ và chất tiền vô cơ. Trong hầu hết các quá trình tổng hợp được công bố, hợp chất nhôm alkoxit đóng vai trò làm chất tiền nhôm. Song phần lớn các vật liệu nhôm MQTB tổng hợp được đều ở dạng vô định hình. Mặc dù chúng có bề mặt riêng khá lớn nhưng tính ổn định thuỷ nhiệt và nhiệt kém đã làm giới hạn ứng dụng của chúng trong lĩnh vực xúc tác. Gần đây, Pinnavaia và các đồng nghiệp đã công bố về một phương pháp tổng hợp vật liệu nhôm MQTB ở dạng hạt nano tinh thể. Trong phương pháp tổng hợp này, những chất hoạt động bề mặt không ion khác nhau đã được sử dụng làm chất tạo cấu trúc và quá trình xử lý thuỷ nhiệt đã được xem như là một bước chìa khoá trong sự chuyển đổi cấu trúc lai tạo vô cơ - hữu cơ thành pha chất hoạt động – Boehmite với mạng lưới được tạo thành bởi những hạt nano Boehmite. Tuy nhiên, phương pháp này khá là phức tạp và đắt đỏ do sử dụng chất hoạt động bề mặt đắt tiền và thời gian xử lý thuỷ nhiệt kéo dài. Trong nghiên cứu này chúng tôi đưa ra một phương pháp dễ dàng, kinh tế và không độc để chế tạo γ-Al 2O3 cấu trúc MQTB trong đó sử dụng axit cacboxylic làm tác nhân định hướng cấu trúc, ngoài ra còn đưa thêm than hoạt tính vào nhằm mục đích làm tăng diện tích bề mặt của γ-Al 2O3. Để thu được γ-Al2O3 MQTB với mạng lưới tinh thể, chúng tôi sử dụng sol Boehmite làm chất tiền vô cơ. Khác với những tiền chất như nhôm alkoxit, Al(NO3)3, AlCl3 … sol Boehmite bao gồm những hạt tinh thể sẽ tạo cho vật liệu nhôm MQTB mạng lưới pha gamma.  Tổng hợp sol Boehmite Thành phần hóa học : Al2O3.H2O = 2AlOOH Về cấu trúc Boehmite được cấu tạo từ các hạt nhỏ tương đối đồng nhất có đường kính xấp xỉ 50A° và chiều dài gần 100A° tạo dạng bong xốp. Trong Boehmite có nguyên tử nhôm được bao bọc bởi các hạt nhóm bát diện bị biến dạng từ nguyên tử oxyt và các nhóm bát diện trên nối với nhau tạo ra cấu trúc phức tạp. Hoàng Quang Vinh 12 Lớp : Hóa dầu 1 – K49 Tổng hợp γ-Al2O3 làm chất mang xúc tác CaO/γ-Al2O3 cho phản ứng tạo Biodiezel Phương pháp tổng hợp sol Boehmite : + Có 2 phương pháp cơ bản để điều chế Boehmite : - Kết tủa từ dung dịch muối nhôm (sunfat, nitrat, clorua) bằng dung dịch có bản chất kiềm (ammoniac, cacbonat amon, NaOH…). Nhiệt độ phản ứng từ 20-25°C, pH = 8,0 ± 0,3. - Kết tủa dung dịch aluminat bằng axit (H 2SO4, H2CO3, HNO3, HCl) hoặc dung dịch muối như Al2(SO4)3. Nhiệt độ phản ứng là 80°C, pH = 8 – 9. Boehmite kết tinh tốt có thể điều chế bằng trung hoà muối nhôm bằng ammoniac, tạo thành kết tủa vô định hình. Giữ kết tủa này trong dung dịch ammoniac sẽ có sự chuyển hoá thành cấu trúc tinh thể dạng Boehmite. Boehmite tiếp xúc lâu với dung dịch kiềm sẽ chuyển một phần sang dạng Bayerite. Gel Boehmite có thể chuyển sang dạng Boehmite kết tinh tốt. Bayerite có cấu trúc phân tán thô được chế hóa thuỷ nhiệt trong nồi áp suất trong 10 h ở 200 °C cũng chuyển thành Boehmite có cấu trúc tinh thể lớn. Các nghiên cứu gần đây đã điều chế Boehmite từ nhiều loại nguyên liệu như phèn nhôm, boxyt, nhôm phế liệu… chủ yếu bằng phương pháp axit. + Các công đoạn cơ bản : - Chuẩn bị dung dịch phèn nhôm Al2(SO4)3 có nồng độ 100 g/l. - Aluminat hoá dung dịch Al2(SO4)3 bằng dung dịch NaOH 25%, đến pH > 12, ở điều kiện này tất cả các ion như Cu 2+, Fe3+, Cr3+, Pb2+, Zn2+, Mg2+, Ni2+, Mn2+ có thể bị lắng hết dưới dạng kết tủa hydroxyt và được tách ra khỏi dung dịch. - Axit hoá dung dịch thu được bằng H2SO4 đến pH = 8,5 – 9, nhiệt độ từ 80 - 85°C để thu lại kết tủa hydroxyt nhôm. Với điều kiện phản ứng như trên hydroxyt nhôm kết tủa dưới dạng Boehmite AlO(OH). Lọc rửa kết tủa đến khi hết ion SO 42-.  Tổng hợp γ-Al2O3 MQTB. Tương tác giữa Boehmite và axit cacboxylic có thể được mô tả như sau: ≡Al – OH2+ + H2L- � ≡Al – LH2 + H2O Sol Boehmite được phân tán trong nước ở nhiệt độ 80 °C được peptit hoá bằng dung dịch axit nitric loãng và được khuấy trong thời gian nhất định. Chất định hướng cấu trúc MQTB được chọn thuộc nhóm axit cacboxylic (axit citric) được hoà tan trong nước thành dung dịch và được cho vào dung dịch sol Boehmite đã chuẩn bị ở trên, sau đó tiếp tục cho than vào rồi tiếp tục khuấy ở một Hoàng Quang Vinh 13 Lớp : Hóa dầu 1 – K49 Tổng hợp γ-Al2O3 làm chất mang xúc tác CaO/γ-Al2O3 cho phản ứng tạo Biodiezel nhiệt độ và một khoảng thời gian nhất định đến khi thu được một hỗn hợp gel đồng nhất. Hỗn hợp đồng thể được sấy khô và nung ở 500°C trong ít nhất là 5h.  Cơ chế hình thành cấu trúc MQTB + Cấu trúc và tính chất của axit cacboxylic Trong đồ án này chúng tôi sử dụng axit citric làm chất tạo cấu trúc. Axit Citric C6H8O7 Công thức cấu tạo của axit citric là : OH O O HO O OH OH Axit citric có tên hệ thống là 2-hydroxypropan-1,2,3-tricacboxylic. Ở nhiệt độ phòng axit citric tồn tại ở dạng tinh thể màu trắng. Nó có thể tồn tại ở dạng khan hoặc ngậm một phân tử nước. Axit citric dạng ngậm nước có thể chuyển về dạng khan bằng cách gia nhiệt trên 74°C. Các tính chất cơ bản của axit citric như sau : Khối lượng riêng : 1,665 g/cm3 Nhiệt độ nóng chảy : 153°C Nhiệt độ phân huỷ : 175°C Tính axit : pKa1 = 3,15 pKa2 = 4,77 pKa3 = 6,40 + Cơ chế hình thành cấu trúc MQTB trên cơ sở axit cacboxylic : Phương pháp tạo thành cẩu trúc bằng chất hoạt động bề mặt được xem như là con đường tạo thành cấu trúc MQTB có trật tự bởi tương tác giữa mixen chất hoạt động bề mặt và tiền chất vô cơ. Sau khi giải phóng chất hoạt động bề mặt bằng xử lý nhiệt hay chiết tách, khoảng trống để lại của các mixen sẽ hình thành MQTB. Bởi vậy, kích thước mao quản chủ yếu phụ thuộc vào thể tích phần kỵ nước của chất hoạt động bề mặt. Tuy nhiên trong phương pháp này, axit cacboxylic được sử dụng đều là những Hoàng Quang Vinh 14 Lớp : Hóa dầu 1 – K49 Tổng hợp γ-Al2O3 làm chất mang xúc tác CaO/γ-Al2O3 cho phản ứng tạo Biodiezel phân tử nhỏ, không thể tạo thành mixen hay pha tinh thể lỏng như chất hoạt động bề mặt. Trong khi đó, cấu trúc mao quản thay đổi lớn theo điều kiện tổng hợp. Vaudry cho rằng, sự liên kết giữa những ligan cacboxylat mạch dài và những nguyên tử nhôm trên nhóm hydroxyt cho phép sự tạo thành nhanh chóng của pha nhôm vô định hình có kích thước MQTB. Động lực của quá trình này là do ái lực lớn của ion cacboxylat với nhôm hydroxyt để hình thành một phức hợp trong đó tập hợp các phân tử cacboxylic được bao bọc xung quanh bởi bức tường nhôm đã hydrat hoá. Tuy nhiên, do liên kết tương đối mạnh nên trong quá trình tổng hợp không tạo thành pha tinh thể mà chỉ tạo pha vô định hình. Tương tự, axit cacboxylic có thể đựơc sử dụng làm chất định hướng cấu trúc qua liên kết giữa axit cacboxylic và nguyên tử nhôm trên bề mặt của Boehmite để hình thành cấu trúc MQTB. Bởi vì không gian được tạo thành bởi các phân tử axit cacboxylic trong hỗn hợp Boehmite – axit cacboxylic không tỷ lệ với kích thước của mao quản hình thành, nên axit cacboxylic chỉ có vai trò như là tác nhân định hướng cấu trúc, có tác dụng gây ra sự sắp xếp lại của các hạt Boehmite trơ và các lớp Boehmite đóng vai trò như là những viên gạch xây dựng nên cấu trúc MQTB. Ảnh hưởng của chất tạo cấu trúc chủ yếu xảy ra trong giai đoạn sấy vì liên kết được hình thành bởi phân tử axit cacboxylic và Boehmite tương đối yếu ở nhiệt độ phòng. Khi hỗn hợp được sấy ở nhiệt độ thích hợp, liên kết này được tăng cường và ảnh hưởng không gian của axit cacboxylic đã liên kết có thể can thiệp vào sự sắp xếp của những hạt Boehmite. Kết quả là sự sắp xếp có định hướng của những hạt Boehmite có thể dẫn đến sự tạo thành cấu trúc MQTB kết nối không gian 3 chiều. Khi nung Boehmite có thể chuyển thành pha tinh thể. 1.4. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ NHIÊN LIỆU KHOÁNG VÀ NHIÊN LIỆU DIEZEL. 1.4.1. Tiềm năng và nhu cầu sử dụng nhiên liệu khoáng Hầu hết các nguồn năng lượng đang được sử dụng hiện nay trên thế giới là nguồn nguyên liệu hoá thạch như: than đá, dầu mỏ và nguồn năng lượng thủy điện hạt nhân...Trong đó nguồn năng lượng dầu mỏ quan trọng nhất chiếm 65% năng lượng sử dụng trên thế giới trong khi đó than đá chiếm 20-22%; 5-6% từ năng lượng nước và Hoàng Quang Vinh 15 Lớp : Hóa dầu 1 – K49 Tổng hợp γ-Al2O3 làm chất mang xúc tác CaO/γ-Al2O3 cho phản ứng tạo Biodiezel 8-12,5% từ năng lượng hạt nhân. Nhưng trước nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng tăng trên thế giới thì nguồn năng lượng hóa thạch ngày càng cạn kiệt.Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp năng lượng đòi hỏi chúng ta phải tìm được nguồn năng lượng thay thế. Đây là vấn đề mang tính chiến lược và trọng điểm của thế giới nói chung và của từng quốc gia nói riêng, trong đó có Việt Nam Theo dự báo của tập đoàn BP thì trữ lượng dầu mỏ đã thăm dò trên toàn cầu là 150 tỷ tấn. Năm 2003 lượng dầu mỏ tiêu thụ trên toàn thế giới là 3,6 tỷ tấn, vì thế nếu không phát hiện ra mỏ nào trên toàn thế giới thì nguồn dầu mỏ này sẽ bị cạn kiệt trong vòng 45 năm, trong khi đó lượng tiêu thụ dầu mỏ ngày càng tăng cùng với sự bùng nổ dân số và sự phát triển liên tục các phương tiện giao thông dự kiến đến năm 2050 sẽ khoảng 1 tỷ ôtô các loại. Việt Nam tuy không phải là một nước có tiềm năng dầu khí lớn, nhưng trong những năm gần đây ta đã bắt đầu khai thác và xuất khẩu dầu thô nhưng các sản phẩm dầu ta vẫn phải nhập khẩu, đó là một vấn đề mà chúng ta cần suy nghĩ và tìm giải pháp trong tương lai. Năm 2003 tiêu thụ năng lượng thương mại ở nước ta là 205kg/người, chỉ bằng 20% mức bình quân trên thế giới. Xăng dầu dùng cho giao thông vận tải chiếm 30% nhu cầu năng lượng cả nước nhưng ta vẫn phải nhập khẩu. Việc xuất hiện 3 nhà máy lọc dầu LD1(Dung Quất); LD2(Nghi Sơn); LD3(Long Sơn) trong tương lai hy vọng sẽ đáp ứng được nhu cầu năng lượng cho đất nước và góp phần giải quyết được vấn đề nhập khẩu các sản phẩm dầu. Bảng1.1: Cơ cấu sản phẩm nhiên liệu (Viện Chiến lược Phát Triển-Bộ KHKT) LD1 LD-2 (2008) Xăng 2.000 2.100 2.100 6.200 Diesel 3.400 2.180 2.180 7.760 Kerosen 0 200 200 400 16 (2017-2018) Tổng số trước Sản phẩm Hoàng Quang Vinh (2011-2012) LD-3 năm 2002 Lớp : Hóa dầu 1 – K49 Tổng hợp γ-Al2O3 làm chất mang xúc tác CaO/γ-Al2O3 cho phản ứng tạo Biodiezel FO 120 270 270 660 5.800 4.950 4.950 15.700 5.400 4.280 4.280 13.960 Tổng số xăng dầu Tổng số xăng,diesel Theo bảng số liệu trên đến trước năm 2020 khi cả 3 mhà máy lọc dầu với tổng công suất 20-22 triệu tấn dầu vào hoạt động sẽ cung cấp 15-16 triệu tấn xăng, diesel trong tổng nhu cầu khoảng 27-28 triệu tấn. Như vậy khi cả 3 nhà máy đi vào hoạt động ta vẫn còn thiếu đáng kể. Do đó việc đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng trong nước vẫn là một vấn đề cần quan tâm, vì thế chúng ta cần phải không ngừng tìm ra các giải pháp đúng đắn để có thể giúp đất nước thoát khỏi cảnh nhập nhiên liệu từ nước ngoài trong khi đó giá nhiên liệu ngày càng tăng và không ngừng biến động. Điều này sẽ ảnh hưởng rất lớn đến nền kinh tế của nước ta. Dưới đây là những khảo sát về vấn đề cân đối nhiên liệu xăng và diesel ở nước ta có thể giúp ta hình dung được vấn đề tiêu thụ nhiên liệu trong nước. Bảng 1.2 : Cân đối nhiên liệu xăng, diezel đến 2020 (Viện Chiến Lược Phát Triển-Bộ KHCN) Sản phẩm 2001 2005 Tổng nhu 5.143 8.629 2008 2010 2012 12.896 2015 2018 16.230 2020 19.564 cầu Khả năng 700 cung cấp (condensate) 5.400 6.100 LD-1 4.280 10.380 LD-2 4.280 14.660 LD-3 trong nước Thiếu(-) 5.14 7.929 6.796 5.850 4.904 (100%) (92%) (52,7%) (36%) (25%) Hoàng Quang Vinh 17 Lớp : Hóa dầu 1 – K49 Tổng hợp γ-Al2O3 làm chất mang xúc tác CaO/γ-Al2O3 cho phản ứng tạo Biodiezel Tiêu dùng, 104 146 174 kg/ng/năm Vấn đề môi trường luôn là vấn đề được đặt ra hàng đầu khi nghiên cứu một nguồn năng lượng mới thay thế năng lượng hóa thạch. Khi sử dụng các nguồn nhiên liệu hoá thạch thì gặp một vấn đề lớn là vấn đề ô nhiễm môi trường. Đây là một vấn đề lớn mà các nước trên thế giới đang quan tâm và trong đó có cả nước ta.Việc sử dụng nhiên liệu hoá thạch gây tác động lớn đến môi trường toàn cầu như gây hiệu ứng nhà kính làm trái đất nóng dần lên (do nhiên kiệu hoá thạch thải khí CO 2), gây lên mưa axit (thải khí SO2) và các khí độc hại đến sức khoẻ con người như hydrocacbon thơm, CO...Do vậy, việc nâng cao chất lượng các sản phẩm nhiên liệu giảm lượng khí thải và tìm kiếm nhiên liệu mới đang được quan tâm. Đối với động cơ xăng người ta dùng phương pháp hydro hoá làm sạch hoặc pha trộn cồn tạo nhiên liệu sạch... Đối với động cơ diezel do có tỉ số nén cao hơn động cơ xăng , giá thành diezel lại rẻ hơn nhiều so với động cơ xăng do vậy trên thế giới đang có xu hướng diezel hoá động cơ diezel. Do vậy vấn đề làm sạch diezel đang được quan tâm. Có rất nhiều phương pháp để làm sạch diesel, trong nội dung đồ án này chúng tối sử dụng phương pháp đưa thêm các hợp chất chứa oxy vào diesel làm tăng hiệu quả cháy của nhiên liệu diesel. Cụ thể chúng tôi đã tiến hành tổng hợp nhiên liệu sinh học Biodiesle để pha thêm vào diesel với tỷ lệ phù hợp. Phương pháp này là phương pháp được nhiều nước quan tâm và tập trung nghiên cứu nhiều nhất vì đây là phương pháp lấy từ nguồn nguyên liệu sinh học, đó là một nguồn nguyên liệu vô tận, tái sử dụng được, hơn nữa nguyên liệu này khi cháy tạo ít các khí thải như COx, SOx, H2S, hydrocacbon thơm....Các khí này là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường. Biodiezel là một nhiên liệu sinh học điển hình, nó được điều chế từ dầu thực vật (dầu dừa, dầu bông, dầu hạt hướng dương, dầu cọ, dầu đậu nành,....) hoặc là mỡ động vật sạch hoặc phế thải. Đây là những nguyên liệu không độc hại, có khả năng phân huỷ sinh học, có thể trồng trọt và chăn nuôi được. Ngoài ra, trong quá trình sản xuất Hoàng Quang Vinh 18 Lớp : Hóa dầu 1 – K49 196 Tổng hợp γ-Al2O3 làm chất mang xúc tác CaO/γ-Al2O3 cho phản ứng tạo Biodiezel biodiezel, có tạo ra sản phẩm phụ là glyxerin, đây là một chất có giá trị kinh tế cao, chúng được sử dụng trong các ngành dược mỹ phẩm... Biodiezel rất sạch, đây là một nguồn nguyên liệu thay thế tốt nhất cho động cơ trong tương lai khi mà nguồn nguyên liệu khoáng cạn kiệt, không làm suy yếu các nguồn tự nhiên, có lợi về mặt sức khoẻ và môi trường. Việc sản xuất biodiezel từ dầu thực vật, mỡ động vật và phế thải không những giúp cân bằng môi trường sinh thái mà còn làm đa dạng hoá các dạng năng lượng cung cấp cho con người, đóng góp vào đảm bảo an ninh năng lượng, giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu khoáng, đồng thời đem lại lợi nhuận và việc làm cho người dân. Trên thế giới đặc biệt là các nước phát triển, mật độ phương tiện giao thông cao vì vậy mà việc sử dụng nhiên liệu sạch là rất lớn. Việc nghiên cứu tìm ra nguyên liệu sạch cho động cơ đã được nghiên cứu từ lâu. Hiên nay, việc sử dụng nhiên liệu sạch như xăng pha cồn, diezel pha biodiezel rất phổ biến ở các nước này. Đặc biệt, trong những năm gần đây việc sử dụng biodiezel cho nhiên liệu diezel đã tăng mạnh ở Mỹ, Pháp, Đức....Tại Việt Nam việc nghiên cứu nhiên liệu sạch đã được quan tâm và phát triển. Đã có rất nhiều đề tài nghiên cứu về vấn đề nhiên liệu sạch cho động cơ như công trình nghiên cứu xăng pha cồn đã được công bố, còn đề tài nghiên cứu sử dụng biodiezel pha lẫn còn đang trong quá trình nghiên cứu. Đây là một đề tài rất thiết thực và nó phù hợp với nhu cầu tiêu thụ năng lượng ngày càng gia tăng hiện nay. 1.4.2. Khí thải của nhiên liệu diezel truyền thống. Nhiên liệu diezel chủ yếu được lấy từ hai nguồn chính là quá trình chưng cất trực tiếp dầu mỏ và quá trình crackinh xúc tác. Các thành phần phi hyđrocacbon trong nhiên liệu diezel cao như các hợp chất lưu huỳnh, nitơ, nhựa, asphanten.. Các thành phần không những gây nên các vấn đề về động cơ, mà còn gây ô nhiễm môi trường rất mạnh. Đặc biệt xu hướng hiện nay là diezel hóa động cơ thì vấn đề ô nhiễm môi trường càng tăng mạnh. Các loại khí thải chủ yếu là SO 2, NOx, CO, hyđrocacbon, vật chất dạng hạt… Khí SO2 không những gây ăn mòn mà còn ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người, gây mưa axít… Khí CO2 là nguyên nhân gây lên hiệu ứng nhà kính. Khí CO được tạo ra do quá trình cháy không hoàn toàn của nhiên liệu. Không giống như các khí khác khí CO không có mùi, không màu, không vị và không gây kích thích da, nhưng nó rất nguy hiểm đối với con người. Lượng CO khoảng 70 ppm có thể gây Hoàng Quang Vinh 19 Lớp : Hóa dầu 1 – K49 Tổng hợp γ-Al2O3 làm chất mang xúc tác CaO/γ-Al2O3 cho phản ứng tạo Biodiezel các triệu chứng như đau đầu, mệt mỏi, buồn nôn. Lượng CO khoảng 150 đến 200 ppm gây bất tỉnh, mất trí nhớ và có thể chết. Các thành phần hydrocacbon trong khí thải của nhiên liệu diezel đặc biệt là các hợp chất thơm rất có hại cho con người là nguyên nhân gây ra bệnh ung thư. Các hợp chất dạng hạt có lẫn trong khí thải cũng gây ô nhiễm không khí mạnh, chúng rất khó nhận biết, là nguyên nhân gây ra bệnh hô hấp, tim mạch. Các nước trên thế giới hiện nay đều quan tâm đến vấn đề về hiệu quả kinh tế và môi trường, vì vậy xu hướng phát triển chung của nhiên liệu diezel là tối ưu hoá trị số xetan, tìm mọi cách để giảm hàm lượng lưu huỳnh xuống, mở rộng nguồn nhiên liệu, tạo nhiên liệu sạch ít ô nhiễm môi trường. Việc đưa biodiezel vào nhiên liệu diezel có thể nói là phương pháp hiệu quả nhất trong xu thế phát triển của nhiên liệu diezel hiện nay, nó vừa có lợi về mặt kinh tế, hoạt động của động cơ, vừa có lợi về mặt môi trường. 1.5. TỔNG QUAN VỀ DẦU THỰC VẬT Dầu thực vật là một trong những nguyên liệu được sử dụng rất nhiều trong các ngành công nghiệp đặc biệt là trong ngành công nghiệp thực phẩm và được sử dụng như loại thức ăn dễ tiêu hoá, cung cấp nhiều năng lượng. Hiện nay vấn đề ô nhiễm đang là vấn đề quan tâm hàng đầu của ngành công nghiệp năng lượng, đồng thời các nguồn nguyên liệu khoáng đang ngày càng cạn kiệt thì việc tìm ra nguồn nguyên liệu mới thay thế là một vấn đề cần được thúc đẩy và quan tâm. Biodiezel là một giải pháp rất tốt cho vấn đề này và nguồn nguyên liệu tốt nhất để tổng hợp biodiesel là dầu thực vật như: Dầu đậu, dầu sở, dầu bông, dầu cọ, dầu dừa, dầu hạt cao su....Tuỳ vào điều kiện tự nhiên, kinh tế, kỹ thuật...của từng nước mà chọn các phương pháp và nguyên liệu cho phù hợp để đạt kết quả cao nhất.Ví dụ: ở Mỹ người ta sản xuất biodiezel chủ yếu từ dầu đậu nành, ở Châu Âu chủ yếu sản xuất từ dầu hạt cải. 1.5.1. Thành phần hoá học của dầu thực vật. Các loại dầu khác nhau thì có thành phần hoá học khác nhau, tuy nhiên thành phần chủ yếu của dầu thực vật là các triglyxerit, nó là este tạo thành từ axit béo có phân tử cao và glyxerin (chiếm 95-97%). Công thức cấu tạo chung của nó là: Hoàng Quang Vinh 20 Lớp : Hóa dầu 1 – K49