BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HOC SU PHAM THANH PHO HO CHi MINH KHOA HOA SSP = KHOA LUAN TOT NGHIEP DIEU CHE CHAT XUC TAC TU VAT LIEU NGUON CAO LANH QUANG NGAI SU DUNG CHO QUA TRINH NHIET PHAN NHUA THAI | a G—_— TP. HO-CHI-MINH | GVHD : Th.S Nguyễn Thị Trúc Linh Họ và tên sinh viên: Lã Ngọc Vy MSSV: 36106056 Chuyên ngành: Hóa Vô Cơ TP. HCM, tháng 5 năm 2014 GVHD: NGUYÊN THỊ TRÚC LINH SVTH: Lã Ngọc Vy NHAN XET CUA HOI DONG KHOA HOC SCS EEE EEE EES SSE ESE SCRE CR REC RR ee eee ee eee eee eee SSS SSS SSS SSCS SESS ESC SESE SSSR SPCR CRP ee Hee ee eee eee eee SESS SSE SEES SSS ESSE SESS SHEESH ESHEETS EEE HESS ESTHET RECHERCHES SPSS ESSE SEES EEE SSE EEE SHEESH SHEE ESE EEE ESSE EEE HEHE SESH EERE EHE HR H eee e ee SPSS EEE EEE EEE EEE EEE EEE EEE EEE EEE ESE EEE EE HEHEHE RHEE EEE RH HHH RHR eRe eee SPSS EEE EEE SESE ESE ESE SHEESH SEES EHEC ESHER REESE RHE eee ee eee eee eee SPSS SESE EEE EEE SEES EEE EEE EEE EEE EEE EEE EEE EERE CH CHEER Hee ee ee eee ee ee ee "“e®«+*«*«.*w *w*««%«*%*%**%**%%*%**%%%%%%%%%%%%%%%*%%%*%%%%w%*%%%%%%%%%%*%%%%%%%%%%*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*%%%%%%*%*%*%%w SSCS ESRC EE REE KER CEE CHEESES SEES ESE SESE SEES CEES EER CCR CREE CCR Cee ee ee ee eee ee ee ee .#%«%«®%%%®%%*%*%%*%%%%%%%%%Y%%Y%%%®%%%%%%%%%*%%%%Y%%%%%%%%*%%%®%%%%%%%%%%%%%%%%*%®*%%%%*%%*%%*%%%%%%*%%%%%*%%%%%%%%*%%%%® SSS CSS ESSE SSS SESS SESS SSS SESE SSS SSS SESE SESS ESSE ESSE SESS SSE SESS SSE ESTES HSH ESHER e SESE SSS SSSR ESSERE CREP eee eee ee SESS SESE EES EEE ESSE ESSE EEE SHEE EEE EEE EEE ESSE EEE ESHEETS ESE HER HHH ee Sbadn itn Ng je waster Ps ruc Khoa luận tốt nghiệp GVHD: NGUYÊN THỊ TRÚC LINH SVTH: Lã Ngọc Vy MỤC LỤC LÊN GA N ÔN G2 G0 t0 GGGGAGG0G00002200G0G0A3G024 4a l ED a i aca ac aceite 2 CHUNG 1: TING CIN ¿c-itccaaici-a-a-eacei 3 1.1 Tinh hinh san xuat va tái chế nhựa trên thế giới.1 Tình hình sản suất nhựa trên thế giới.2 Tình hình tái chế nhựa trên thế giới .-- -- 2-5 zezvervrcrsere 3 L1 TẾ niên Kết NI ca exeniokeddikieneeiadeeiiiioiaeeneeeeeeee 5 1.2 Cracking hidrocacbon cao phân tử.1 Sơ lược về phản ứng cracking. ---s- set Su x4 3332243111 E4e3erAszkssrxrsrxeie 8 1.3 Vật liệu xúc tác cho qua trinh cracking.
- 2© s«+sx++xes+vxee 10 li MÁ CO 0200202020 c0 (0100062000 1A2026xscoay l5 3⁄1 TH diều câu W2 4602020000000 eis 15 95550 Tie el coe Nala cai casas as ieee abscess 15 55:3 Chi Chana sisi acinus 16 LÁT G2206 26661662s66265600091440ã054406335666600/3XG0 050) l6 1.1 Khái nhiệm về zeoli.1Ỉ 1 aaeaiiee-eeee 17 xa“.4 Các cách chế tao Zeolit.5 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu.1 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài .2 Nội dung nghiên cứu của để tài.414410 21 CHƯƠNG2:THUCNGHĐ&---.22c22cccc- 22 3ì Hồa chất về ti Ù sissies sae 22 1.14 Tế CÀ ¿2220502022 222661031466Gxaxti316244ksi6ikesg2ssexe 22 113 Đang sg, IẾ Noo caess 22 Khóa luận tốt nghiệp 19 Diên GIÁ 4606100003100 0000100593000010600102U56 6264/2444 24 2.1 Điều chế vật liệu xúc tác từ cao lanh tự nhiên .2 Điều chế zeolit Y từ cao lanh tự nhiên.3 Phương pháp nghiên cứu cấu trúc.1 N4 6 X HN cu eae cai 28 2.2 Phương pháp khối phổ plasma cảm ứng cao tần (ICP MS).Đu đu HA Mộ HA E24 22)626664623226vudauoli 29 2.4 Phô hồng ngoại (IR). 2-2 ESZSEEEEZCE£CSE7EEZvervzzrrzrcrvzcr 30 CHƯƠNG 3: KÉT QUÁ VÀ THẢO LUẬN.1 Đặc trưng của vật liệu xúc tác.1 Cao lanh tự nhiên. - - Q Q0 HH ng ng ng.2 Mẫu C2NB10 và C4NBIO o.cccccesssecesseessssessuesnssnesnesecenssnssnsensenseneenssee 31 kh: An.2 Hoạt tính xúc tác của vật liệu.1 Nhiệt phân nhựa không xúc tác.3 Nhiệt phân nhựa thải bằng xúc tác zeolit Y.- 5-52 s5 csscez 43 KÉT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ .- 2° ¿S2 CS S2S3CEEE25732E232E2ep1c2xerr. 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO.- 2° + St ÉEE14 EE1EE151EE2157112E112253e230.
47 i Khóa luận tốt nghiệp GVHD: NGUYÊN THỊ TRÚC LINH SVTH: Lã Ngọc Vy DANH MỤC HÌNH VỆ Hình 1.1: Công thức cấu tạo polyetilen.1: Công thức cấu tạo polypropilen.1: Cấu trúc khung mạng của zeolit Y.2- 2 2+tsevZ2zzvrvervrsrszee 18 Hinh 2.1: Hé thong nhiét phan mhya.cosccsssesscesssessessveesoresntevessnesnvesvenensenensanes 23 Bibra 22/2" been eh Che Ne ss aaa 28 Hình 3.1: Hình dạng và kích thước của xúc tác sau khi tạo viên.2: Giản đồ XRD của các mẫu C2NBI10 sau khi hoạt hóa HC] 2N .3: Giản đồ XRD của các mẫu C4NBI10 sau khi hoạt hóa HCI 4N .4: Phổ IR của các mẫu C2NB10 và C4NBI0.5: Sản phẩm của mẫu ZEYN .5- Sách gecevkxerseee 35 Hình 3.6: Giản đồ XRD của mẫu ZEYN. 2 52 s2 sex yzcvvzcvzcxzrrvrre 36 Hình 3.7: Phổ IR của mẫu Z“Y2N.8: Đồ thị biểu điễn lượng dâu sinh ra theo thời gian nhiệt phân.9: Mối quan hệ thẻ tích với nhiệt độ.- ---- 2 s2 sec 3xx 40 Hình 3.10: Mối quan hệ phần trăm thể tích theo thời gian.11: Đồ thị biểu diễn biến thiên nhiệt độ cột nhiệt phân theo thời gian.12: Đồ thị biểu diễn lượng dầu sinh ra theo thời gian nhiệt phân.13: Mối tương quan giữa thê tích dầu và nhiệt độ nhiệt phân nhựa thải. 45 ‹- Khóa luận tốt nghiệp GVHD: NGUYÊN THỊ TRÚC LINH SVTH: Lã Ngọc Vy DANH MUC BANG BIEU Bảng! .I: Một số chất màu thông dụng cho nhựa PP.2: Trình bảy các điều kiện tổng hợp zeolit X, zeolit Y, mordenit.1: Danh mục các loại hóa chất sử dụng.-- 5-56 Sv+vsecrsret 22 Bảng 2.2: Danh mục các loại dụng cụ thiết bị đã sử dụng.1: Bang trinh bay két qua đo ICP-MS và XRE.2: Tan số dao động của các nhóm chức của mẫu C2NB10 và C4NB10.3: Tần số dao động của các nhóm chức của mẫu ZY2N.4: Kết quả nhiệt phân nhựa không xúc tác .5:So sánh các quá trình nhiệt phân sử dụng xúc tác khác nhau. 4I Báng 36: KỆ QUÁ nh ĐÀÂN s20 0226666020606 00166 66566 4) Bảng 3.7: Kết quả nhiệt phân nhựa thải sử dụng xúc tác ZY2N .- 44 DANH MUC CAC CHO VIET TAT PE: Polyetilen LDPE: PE ty trong thap eae LLDPE: PE ty trong thap mach thing HDPE: PE ty trong cao VLDPE: PE ty trong rat thap Ge MDPE: PE ty trong trung binh 1mm UHMWPE: PE có khối lượng phân tử rất cao PP: Polypropilen ”Đg, FCC: FLUIDIZED CATALYTIC CRACKING I0.
PET: Polyethylene Terephthalate Khóa luận tốt nghiện GVHD: NGUYÊN THỊ TRÚC LINH SVTH: LA NGOC VY LOI CAM ON Lời đầu tiên của khóa luận, em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới cô Nguyễn Thị Trúc Linh, người đã tận tình chỉ bảo giúp em vượt qua các trở ngại về kiến thức để từng bước hoàn thành đề tài nghiên cứu. Những lời góp ý của cô, không chỉ có những lời động viên mà còn có những lời la rầy, khuyên răn, tất cả đều chứa đựng tắm lòng chân thành của một nhà giáo. Những điều đó làm em vững tin hoản thành tốt khóa luận tốt nghiệp này. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa Hóa trường Đại học Sư phạm Thành phố Hỗ Chí Minh, các thầy cô không chỉ đã tạo cho em nên tảng vững chắc giúp em hoàn thành khỏa luận mà còn là hành trang giúp em tự tin hơn trên bước đường tương lai.
Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới ba mẹ, em trai và bạn Nguyễn Thành Công, những người đã giúp em mọi mặt trong học tập cũng như trong cuộc sống. Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới tất cả bạn bè đã ủng hộ và giúp đỡ nhiệt tình để em hoàn thảnh khóa luận này. Xin chân thành cảm ơn! TpHCM ngày tháng năm 2014 Lã Ngọc Vy a Khóa luận tôt nghiệp Ị GVHD: NGUYÊN THỊ TRÚC LINH SVTH: LA NGOC VY MO DAU Theo khảo sat của cơ quan môi trường, trung bình một năm, một người Việt Nam thải ra môi trường 30 kg sản phẩm có nguồn gốc từ nhựa. Con số này không chỉ đừng ở đó, đến năm 2005 là 35 kg/ l người/ I năm.
Những số liệu sơ bộ trên cho thấy thực trạng sử dụng các sản phẩm có nguồn gốc từ nhựa ở nước ta hiện nay là rất lớn. Nó đã trở thành một thói quen không thẻ thiếu, “ăn sâu” vào hoạt động mua bán của nhiều người. Thành phần hóa học chính của sản phẩm có nguồn gốc từ nhựa là polyetilen, polypropilen có độ thấm nước nhỏ, tính đàn hồi và độ bền hóa học cao. Đặc điểm này dẫn tới đặc trưng rất khó phân hủy của các sản phẩm trên.
Theo các nhà khoa học, khi thải ra môi trường phải mắt hàng trăm năm tới hàng nghìn năm mới bị phân hủy hoàn toàn. Ngoài hai thành phần chính trên, người ta còn thêm vào các phụ gia như chất hóa đẻo, kim loại nặng, phẩm màu.]à những chất cực kì nguy hiểm. Ngày nay công nghệ chuyển hóa rác thải nhựa thành dầu nhiên liệu đang được quan tâm nghiên cứu. Trong quá trình chuyên hóa chất lỏng, mạch hidrocacbon cao phân tử trong nhựa PE, PP sẽ cracking do quá trình nhiệt phân tạo thành từ rác, điều đó giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường, vừa có thể thu được lợi nhuận từ rác.
Việc nghiên cửu các chất xúc tác phù hợp sử dụng cho quá trình nhiệt phân nhựa thải nhằm tăng hiệu suất thu hôi, giảm lượng chất thải độc hại, giảm chỉ phí giá thành sản phẩm luôn là vấn đề mới, đặc biệt là sử dụng xúc tác được điều chế từ nguồn vật liệu của Việt Nam. Thực tế, Việt Nam là đất nước có nguồn cao lanh rất phong phú, phân bố rộng rãi trên khắp lãnh thổ. Nghiên cứu sử dụng cao lanh làm vật liệu nguồn trong tổng hợp xúc tác sẽ tận dụng được nguồn tài nguyên quốc gia cho phát triển công nghiệp và cải thiện môi trường. Chính vì những lý do trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đẻ tài: “Điều chế chất xúc tác từ vật liệu nguồn cao lanh Quảng Ngãi sử dụng cho quá trình nhiệt phân nhựa thải'` Khóa luận tốt nghiệp 2 GVHD: NGUYÊN THỊ TRÚC LINH SVTH: LA NGOC VY CHUONG 1: TONG QUAN 1.1 Tình hình sản xuất và tái chế nhựa thế giới! 1.1 Tình hình sản xuất nhựa trên thế giới Trên thế giới ngành sản xuất và tái chế nhựa là một ngành kinh tế kỹ thuật về gia công chất đang phát triển mạnh mẽ và tăng theo sự phát triển kinh tế.
Hằng năm, thế giới sản xuất hơn 150 triệu tấn nhựa và mức tiêu thụ đầu người ở các nước dao động trong khoảng 60-1 00kg/người. Đối với các nước đang phát triển, mặc dù mức tiêu thụ sản phẩm nhựa tính trên đầu người thấp hơn các nước phát triển, nhưng tổng sản lượng sản xuất và phát triển cũng rất đáng kể. Tính trung bình năm 2000, Trung Quốc đã tiêu thụ 16 triệu tấn plastic, đứng thử 5 trên thế giới chỉ sau Mỹ, Đức, Nhật, Nam Triều Tiên (Ren, 2003). Sản lượng nhựa trên thế giới tăng bình quân hàng năm 3,5%.
Năm 1997 tổng sản lượng nhựa nói chung của thế giới là 127 triệu tấn. Riêng Tây Âu 27,978 triệu tấn (trong đó LDPE chiếm 20,5%, HDPE : 14%).