Hiệu Quả Xử Lý CO Của Vật Liệu CuO Cải Tiến Trên Chất Mang OMS-2 Ở Nhiệt Độ Thấp

Luận văn thạc sĩ về hiệu quả xử lý CO bằng vật liệu CuO cải tiến trên chất mang OMS-2 ở nhiệt độ thấp. Nghiên cứu kỹ thuật môi trường chuyên sâu.

• Tác giả: Nguyễn Thị Quỳnh Anh
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Trung Thành
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường
• Đề tài: Hiệu quả xử lý CO của vật liệu CuO cải tiến trên chất mang OMS-2 ở nhiệt độ thấp
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Hiệu Quả Xử Lý CO Vật Liệu CuO

Khí cacbon monoxit (CO) phát sinh từ quá trình cháy không hoàn toàn, gây ô nhiễm và độc hại. Ứng dụng của CO trong công nghiệp như sản xuất hóa chất và luyện kim đối lập với tác hại của nó đối với sức khỏe con người, đặc biệt khi nồng độ vượt quá 650 ppm, dẫn đến ngộ độc và tử vong. Để giảm thiểu ô nhiễm, xúc tác oxy hóa được sử dụng để chuyển hóa CO thành CO2. Các vật liệu xúc tác như kim loại quý (Au, Pt, Pd) và oxit kim loại chuyển tiếp (CuO, ZnO) trên chất mang (zeolit, MnOx, CeO2) được nghiên cứu rộng rãi. Mặc dù kim loại quý có hiệu quả cao hơn, chi phí lại là rào cản lớn. Do đó, các nhà khoa học tập trung vào việc cải tiến hiệu quả xử lý CO của oxit kim loại chuyển tiếp, đặc biệt là giảm nhiệt độ đốt cháy CO. Nghiên cứu của X-S Liu về CuO/OMS-2 cho thấy khả năng oxy hóa hoàn toàn CO ở nhiệt độ thấp (<100°C) nhờ tương tác mạnh giữa oxit đồng và mangan. Đề tài này hướng đến việc cải tiến cấu trúc xúc tác để nâng cao hiệu suất chuyển hóa CO trên một đơn vị khối lượng Cu, tạo ra vật liệu xúc tác thế hệ mới chi phí thấp mà hiệu quả cao.

1.1. Tác Hại Khí CO Vấn Đề Cấp Thiết Trong Môi Trường

Khí CO gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người và môi trường. Tiếp xúc lâu dài hoặc ở nồng độ cao có thể gây ngộ độc, tổn thương não và tim. Việc loại bỏ CO khỏi khí thải là vô cùng cần thiết. Theo [2], nồng độ CO trên 650 ppm có thể gây tử vong. Việc tìm kiếm giải pháp hiệu quả và kinh tế để giảm thiểu CO là một thách thức lớn. Ô nhiễm CO là một vấn đề toàn cầu cần được giải quyết.

1.2. Giới Thiệu Phương Pháp Oxy Hóa Xúc Tác Giải Pháp Tiềm Năng

Phương pháp oxy hóa xúc tác là một giải pháp hiệu quả để chuyển hóa CO thành CO2. Các vật liệu xúc tác khác nhau đã được nghiên cứu, bao gồm kim loại quý và oxit kim loại chuyển tiếp. Tuy nhiên, chi phí cao của kim loại quý thúc đẩy nghiên cứu về các vật liệu thay thế kinh tế hơn. Nghiên cứu xúc tác đang tập trung vào việc cải thiện hiệu suất và giảm chi phí của các vật liệu xúc tác xử lý ô nhiễm.

II. Thách Thức Cải Tiến Vật Liệu CuO Xử Lý CO Nhiệt Độ Thấp

Mặc dù CuO/OMS-2 cho thấy tiềm năng trong việc xử lý CO ở nhiệt độ thấp, hiệu suất của nó vẫn còn hạn chế so với xúc tác kim loại quý. Tốc độ phản ứng riêng (mmolCO.h-1) trên một đơn vị khối lượng Cu còn thấp do hai nguyên nhân chính. Thứ nhất, chỉ các phân tử CO tương tác với Cu trên bề mặt xúc tác mới tham gia phản ứng. Thứ hai, tương tác giữa oxit đồng và mangan chỉ xảy ra tại các vị trí tiếp xúc hạn chế. Do đó, việc cải tiến cấu trúc xúc tác để tăng tốc độ chuyển hóa CO là rất quan trọng. Đề tài này đề xuất sử dụng cấu trúc lưỡng oxit (oxit đồng và oxit mangan) trên chất mang OMS-2. Nghiên cứu này có thể mở đường cho việc ứng dụng rộng rãi vật liệu xúc tác rắn trong xử lý khí thải chứa CO với chi phí thấp.

2.1. Giới Hạn Của Xúc Tác CuO Truyền Thống Cần Cải Tiến

Xúc tác CuO truyền thống có một số hạn chế về hiệu suất và độ ổn định. Việc cải thiện tính chất xúc tác CuO là rất quan trọng để tăng cường hiệu quả của nó trong phản ứng oxy hóa CO. Nghiên cứu tập trung vào việc thay đổi cấu trúc và thành phần của CuO để vượt qua những hạn chế này. Cần cải thiện độ phân tán của CuO trên chất mang và tăng diện tích bề mặt xúc tác.

2.2. Tầm Quan Trọng Của Tương Tác CuO và OMS 2 Yếu Tố Quyết Định

Tương tác giữa vật liệu CuO và chất mang OMS-2 đóng vai trò quan trọng trong việc xác định hiệu suất của xúc tác. Tăng cường tương tác này có thể cải thiện hoạt tính xúc tác và độ bền của vật liệu. Cần nghiên cứu kỹ lưỡng cơ chế tương tác giữa CuO và OMS-2 để tối ưu hóa hiệu quả của xúc tác. Ảnh hưởng của chất mang đến hiệu quả xúc tác là một yếu tố then chốt.

III. Phương Pháp Cải Tiến CuO Bằng Lưỡng Oxit Trên OMS 2

Đề tài “Nghiên cứu hiệu quả xử lý CO của vật liệu CuO cải tiến trên chất mang OMS-2 ở nhiệt độ thấp” được thực hiện nhằm đề xuất giải pháp thiết kế cấu trúc xúc tác hiệu quả, nâng cao hiệu suất chuyển hóa CO tính trên một đơn vị khối lượng Cu. Trong nghiên cứu này, xúc tác oxit đồng cải tiến có cấu trúc lưỡng oxit (oxit đồng và oxit mangan) trên chất mang OMS-2 được đề xuất. Nghiên cứu này có thể được xem là tiền đề để ứng dụng vật liệu xúc tác rắn vào xử lý khí thải chứa CO một cách rộng rãi với chi phí thấp. Mục tiêu chính là nâng cao tốc độ phản ứng riêng của xúc tác dị thể oxit đồng cho phản ứng oxy hóa CO thành CO2 ở nhiệt độ thấp.

3.1. Tổng Hợp Vật Liệu CuO OMS 2 Cải Tiến Phương Pháp Tẩm Ướt

Vật liệu CuO/OMS-2 cải tiến được tổng hợp bằng phương pháp tẩm ướt, đảm bảo sự phân tán đồng đều của oxit đồng trên bề mặt chất mang OMS-2. Quá trình tổng hợp được kiểm soát chặt chẽ để tối ưu hóa kích thước hạt và diện tích bề mặt của vật liệu xúc tác. Phương pháp này cho phép tạo ra các vật liệu có đặc trưng vật liệu CuO/OMS-2 tốt, phù hợp cho phản ứng oxy hóa CO.

3.2. Tối Ưu Hóa Tỷ Lệ Cu Mn Nâng Cao Hiệu Quả Xúc Tác CuO

Tỷ lệ Cu:Mn trong cấu trúc lưỡng oxit được tối ưu hóa để đạt được hiệu quả xúc tác cao nhất. Các tỷ lệ khác nhau được nghiên cứu để xác định tỷ lệ tối ưu, đảm bảo sự tương tác tốt giữa oxit đồng và mangan. Hiệu suất xúc tác phụ thuộc rất nhiều vào tỷ lệ này. Các tỷ lệ Cu:Mn khác nhau được tạo ra để nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần đến hiệu quả xúc tác. So sánh hiệu quả với các vật liệu khác với tỷ lệ Cu:Mn khác nhau.

IV. Kết Quả Hiệu Quả Xử Lý CO Tăng Với Vật Liệu CuO OMS 2

Nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý CO của vật liệu CuO/OMS-2 cải tiến. Vật liệu CuMnOx/OMS-2 với tỷ lệ Cu:Mn tối ưu cho thấy hoạt tính xúc tác cao hơn so với CuO/OMS-2 truyền thống. Điều này là do sự hình thành cặp oxy hóa – khử Cu2+ – O2− – Mn4+ ↔ Cu+ – □ – Mn3+ + O2 trong cấu trúc vật liệu, tuân theo cơ chế Mars-van-Krevelen. Các xúc tác CuMnOx (2:8)/OMS-2, MnOx/OMS-2 và OMS-2 chỉ thể hiện hoạt tính xúc tác ở nhiệt độ cao hơn 100°C, khẳng định vai trò quan trọng của oxit đồng và mangan trong phản ứng. Kết quả này cho thấy CuMnOx/OMS-2 là chất xúc tác tiềm năng cho ứng dụng xử lý CO trong khí thải.

4.1. Cơ Chế Phản Ứng Mars van Krevelen Yếu Tố Then Chốt

Cơ chế phản ứng Mars-van-Krevelen giải thích vai trò của cặp oxy hóa – khử Cu2+ – O2− – Mn4+ ↔ Cu+ – □ – Mn3+ + O2 trong phản ứng oxy hóa CO. Sự tồn tại của cặp oxy hóa – khử này tạo điều kiện cho quá trình chuyển đổi CO thành CO2 diễn ra hiệu quả hơn. Việc hiểu rõ cơ chế phản ứng này là rất quan trọng để thiết kế các vật liệu xúc tác tốt hơn.

4.2. Độ Bền Xúc Tác Đảm Bảo Hiệu Quả Xử Lý CO Lâu Dài

Độ bền của vật liệu xúc tác là một yếu tố quan trọng để đảm bảo hiệu quả xử lý CO lâu dài. Nghiên cứu đánh giá độ bền của CuO/OMS-2 và CuMnOx/OMS-2 trong điều kiện phản ứng thực tế. Vật liệu CuMnOx/OMS-2 cho thấy độ bền cao hơn so với CuO/OMS-2, chứng tỏ tiềm năng ứng dụng trong thực tế. Độ ổn định xúc tác là một yếu tố quan trọng cần được xem xét.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Vật Liệu CuO OMS 2 Cho Xử Lý Khí Thải

Kết quả nghiên cứu này mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi của vật liệu CuO/OMS-2 trong xử lý khí thải chứa CO. Với chi phí thấp và hiệu quả xử lý cao, CuMnOx/OMS-2 có thể thay thế các vật liệu xúc tác đắt tiền như kim loại quý trong nhiều ứng dụng công nghiệp. Vật liệu này đặc biệt phù hợp cho việc xử lý khí thải từ động cơ đốt trong, lò đốt công nghiệp và các quy trình sản xuất hóa chất. Việc triển khai ứng dụng vật liệu xúc tác này có thể góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường và bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Ứng dụng vật liệu CuO rất đa dạng, từ xử lý khí thải công nghiệp đến ứng dụng trong các thiết bị gia dụng.

5.1. Xử Lý Khí Thải Động Cơ Đốt Trong Giảm Thiểu Ô Nhiễm CO

Khí thải từ động cơ đốt trong là một trong những nguồn ô nhiễm CO chính. Việc sử dụng CuMnOx/OMS-2 trong hệ thống xử lý khí thải có thể giảm thiểu đáng kể lượng CO phát thải ra môi trường. Điều này góp phần cải thiện chất lượng không khí và bảo vệ sức khỏe của người dân. Xúc tác xử lý ô nhiễm từ động cơ đốt trong là một ứng dụng quan trọng.

5.2. Ứng Dụng Trong Lò Đốt Công Nghiệp Giải Pháp Kinh Tế

Lò đốt công nghiệp cũng là một nguồn phát thải CO đáng kể. CuMnOx/OMS-2 có thể được sử dụng trong hệ thống xử lý khí thải của lò đốt công nghiệp để giảm thiểu ô nhiễm CO. Với chi phí thấp và hiệu quả cao, CuMnOx/OMS-2 là một giải pháp kinh tế cho các doanh nghiệp. Cần nghiên cứu kỹ lưỡng các điều kiện vận hành để tối ưu hóa hiệu quả của xúc tác trong lò đốt công nghiệp.

VI. Kết Luận Hướng Phát Triển Vật Liệu CuO OMS 2 Trong Tương Lai

Nghiên cứu này đã chứng minh tiềm năng của vật liệu CuO/OMS-2 cải tiến trong xử lý CO. Việc tối ưu hóa cấu trúc và thành phần của CuMnOx/OMS-2 giúp nâng cao hiệu quả xúc tác và mở ra cơ hội ứng dụng rộng rãi trong thực tế. Hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc tăng cường độ bền xúc tác, giảm chi phí sản xuất và mở rộng phạm vi ứng dụng của vật liệu. Với những ưu điểm vượt trội, vật liệu xúc tác thế hệ mới này hứa hẹn sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Cần tiếp tục nghiên cứu xúc tác để khám phá thêm những tiềm năng của vật liệu này.

6.1. Tăng Cường Độ Bền Xúc Tác Nghiên Cứu Vật Liệu Bền Vững

Tăng cường độ bền của vật liệu xúc tác là một hướng nghiên cứu quan trọng để đảm bảo hiệu quả xử lý CO lâu dài. Các nghiên cứu có thể tập trung vào việc cải thiện cấu trúc và thành phần của vật liệu để tăng khả năng chống chịu với các điều kiện khắc nghiệt. Độ bền xúc tác là một yếu tố quan trọng cần được cải thiện.

6.2. Giảm Giá Thành Sản Xuất Đảm Bảo Khả Năng Ứng Dụng Rộng Rãi

Giảm giá thành sản xuất là một yếu tố quan trọng để đảm bảo khả năng ứng dụng rộng rãi của vật liệu CuO/OMS-2. Các nghiên cứu có thể tập trung vào việc tìm kiếm các phương pháp tổng hợp hiệu quả và kinh tế hơn. Giá thành vật liệu là một rào cản cần được vượt qua để vật liệu này có thể được sử dụng rộng rãi.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Khí cacbon monoxit (CO) được tạo ra từ nhiều nguồn mà chủ yếu cũng từ quá trình cháy không hoàn toàn của hợp chất chứa cacbon trong điều kiện thiếu oxy. Khí CO được ứng dụng trong nhiều ngành sản xuất công nghiệp như sản xuất hóa chất, luyện kim hay được sử dụng như một loại nhiên liệu [1]. Mặt khác, sự hiện diện của CO trong không khí lại gia tăng sự ô nhiễm môi trường và độc hại cho động vật, kể cả con người. Khi tiếp xúc với khí CO lâu dài hay ở nồng độ cao, cơ thể con người sẽ bị ngộ độc, tổn thương não, tim, cơ và có thể dẫn đến tử vong khi nồng độ CO trong môi trường trên 650 ppm [2].

Do tính chất độc hại và nguy hiểm nên việc loại bỏ CO trong dòng khí thải là rất cần thiết, tuy nhiên, CO rất khó xử lý. Để hạn chế phát thải khí CO vào môi trường từ những nguồn thải cố định và di động, thông thường khí CO được chuyển hóa thành khí CO2 bằng phương pháp oxy hóa xúc tác [3]. Hệ xúc tác được nghiên cứu nhiều nhất là xúc tác kim loại quý, kim loại chuyển tiếp như vàng (Au), bạc (Ag), Platin (Pt), Pallidi (Pd), Rutheni (Ru), oxit đồng, kẽm oxit trên các chất mang như zeolit, mangan oxit, ceri oxit, nhôm oxit… Thực tế cho thấy, hệ xúc tác kim loại quý cho hiệu quả chuyển hóa CO cao hơn so với xúc tác oxit kim loại chuyển tiếp. Tuy nhiên, giá thành xúc tác kim loại quý khá đắt [4-10].

Để giảm chi phí, nhiều nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu cải tiến hiệu quả hệ xúc tác oxit kim loại chuyển tiếp. Nhìn chung, các nghiên cứu đã giải quyết các vấn đề trọng tâm như nâng cao hoạt tính, độ bền xúc tác và giảm nhiệt độ đốt cháy CO.Trong các vấn đề quan trọng đó thì vấn đề nghiên cứu giảm nhiệt độ đốt cháy CO (hoặc đốt cháy CO ở nhiệt độ thấp) được đánh giá là một vấn đề then chốt khi ứng dụng các vật liệu này vào trong các công trình xử lý môi trường, bởi: (1) có thể giảm tiêu tốn năng lượng cho quá trình xử lý; (2) nâng cao được độ bền xúc tác (tránh quá trình thiêu kết của xúc tác nhất là các xúc tác có kích thước nanomet) và (3) mở rộng khoảng nhiệt độ có thể xử lý của xúc tác trong thiết bị xử lý môi trường. Trong thời gian qua, một nghiên cứu có giá trị và tiêu biểu nhất có thể kể đến đó là nghiên cứu của X-S Liu và cộng sự về hệ xúc tác nano CuO trên chất mang OMS-2 (một dạng khoáng chất tổng hợp có cấu trúc rây phân phân 1 tử bát diện của oxit mangan). Kết quả thực nghiệm cho thấy, xúc tác CuO/OMS-2 có thể oxy hóa hoàn toàn CO ở nhiệt độ thấp (< 100 oC).

Hiệu quả của xúc tác này cho hoạt tính cao đối với phản ứng oxy hóa CO thành CO2 có thể là do tương tác mạnh của oxit đồng và oxit mangan (chất mang OMS-2) theo cơ chế Mars-Van- Krevelen [10]. Nghiên cứu này đã cho thấy hệ xúc tác oxit kim loại chuyển tiếp có thể được xem xét để thay thế xúc tác kim loại quý trong quá trình xử lý CO trong khí thải. Tuy nhiên, hiệu suất oxy hóa CO tính trên một đơn vị khối lượng Cu (hoặc tốc độ phản ứng riêng, mmolCO.h-1) có thể nói là thấp. Điều này có thể là do (1) chỉ có các phân tử CO có thể tương tác với các nguyên tử Cu trên bề mặt xúc tác CuO, (2) các tương tác oxit đồng và oxit mangan chỉ xảy ra tại các vị trí tiếp xúc của hạt nano oxit đồng với chất mang OMS-2.

Vì vậy nghiên cứu cải tiến tốc độ chuyển hóa CO trên một đơn vị khối lượng Cu là rất cần thiết. Đề tài “Hiệu quả xử lý CO của vật liệu CuO cải tiến trên chất mang OMS- 2 ở nhiệt độ thấp” được thực hiện nhằm đề xuất một giải pháp thiết kế cấu trúc xúc tác hữu hiệu để có thể nâng cao hiệu suất chuyển hóa CO tính trên một đơn vị khối lượng Cu. Trong nghiên cứu này, xúc tác oxit đồng cải tiến có cấu trúc lưỡng oxit (oxit đồng và oxit mangan) trên chất mang OMS-2 được đề xuất. Nghiên cứu này có thể được xem là một tiền đề để ứng dụng vật liệu xúc tác rắn vào xử lý khí thải chứa CO một cách rộng rãi với chi phí thấp.

Mục tiêu nghiên cứu Nâng cao tốc độ phản ứng riêng của xúc tác oxit đồng cho phản ứng oxy hóa CO thành CO2 ở nhiệt độ thấp. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: dòng khí giả thải có chứa khí CO, vật liệu xúc tác CuO/ OMS-2 và CuO/OMS-2 cải tiến. Phạm vi nghiên cứu: hiệu quả chuyển hóa khí CO của xúc tác CuO/OMS-2 cải tiến đối với dòng khí giả thải có chứa khí CO. Nội dung nghiên cứu - Cải tiến vật liệu xúc tác CuO/OMS-2 (dạng CuMnOx/OMS-2).

2 - Một số đặc trưng của vật liệu xúc tác CuO/OMS-2 và CuMnOx/OMS-2 như cấu trúc tinh thể, nhóm nguyên tử đặc trưng trong cấu trúc vật liệu, diện tích bề mặt riêng, vi cấu trúc của vật liệu, hình thái học vật liệu… - Xác định điều kiện phù hợp cho quá trình oxy hóa CO ở điều kiện phòng thí nghiệm: + Ảnh hưởng của lưu lượng dòng; + Ảnh hưởng của khối lượng xúc tác; + Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng. - Xác định hoạt tính và độ bền xúc tác của vật liệu CuO/OMS-2 và CuMnOx/OMS-2. - Đánh giá hiệu quả nâng cao hoạt tính và độ bền xúc tác của vật liệu CuMnOx/OMS-2. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 1.

Ý nghĩa khoa học Nâng cao tốc độ phản ứng riêng đối với phản ứng oxy hóa CO của xúc tác CuO/OMS-2 trên một đơn vị khối lượng Cu ở nhiệt độ thấp. Ý nghĩa thực tiễn - Đa dạng hóa vật liệu xúc tác cho xử lý khí CO; - Tạo ra xúc tác rẻ tiền với hiệu quả xử lý cao. Tính mới của đề tài Xúc tác CuO/OMS-2 đã được nghiên cứu để xử lý CO ở nhiệt độ thấp nhưng hiệu quả còn hạn chế, tốc độ phản ứng riêng của CuO/OMS-2 trên khối lượng Cu trong xúc tác thấp [10]. Do đó, nghiên cứu cải tiến xúc tác CuO/OMS-2 tạo điều kiện chuyển hóa CO ở nhiệt độ thấp với tốc độ cao được xem là một hướng phát triển mới và mở rộng việc ứng dụng xúc tác trong xử lý khí CO với chi phí thấp.

3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2. Giới thiệu khí cacbon monoxit (khí CO) Khí CO là một sản phẩm của quá trình cháy không hoàn toàn các nhiên liệu hóa thạch và sinh khối. Ngoài ra, CO còn được sinh ra một cách gián tiếp từ các quá trình oxy hóa quang hóa metan và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi khác trong tự nhiên. Thực vật thải ra CO trực tiếp vào môi trường như một sản phẩm phụ của quá trình trao đổi chất hay từ quá trình oxy hóa quang học các hợp chất hữu cơ trong nước mặt.

CO thường tồn tại ở dạng khí, trong một số điều kiện, nó còn tồn tại ở dạng lỏng và rắn [2]. Tính chất vật lý, hóa học của CO CO là phân tử gồm 2 nguyên tử (C và O), tồn tại ổn định ở dạng khí trong khí quyển. Nó là chất khí không màu, không mùi, không vị, không khó chịu và không ăn mòn, tồn tại ở nhiệt độ và áp suất bình thường. CO có thể cháy trong không khí trong khoảng giới hạn nồng độ rộng, cháy với ngọn lửa màu xanh.

Hỗn hợp khí CO và không khí có thể dễ dàng bị đốt cháy bởi nhiệt trên bề mặt hay ngọn lửa. Khí thải của động cơ chứa hàm lượng lớn khí CO, khí thải được làm mát nhanh chóng đến nhiệt độ không khí xung quanh. Nhờ đó, khí CO phát tán dễ dàng hơn. CO phản ứng hóa học khi nhiệt độ trên 90 °C.

Do đó, cần lưu ý các nguy cơ về cháy nổ và hình thành các hợp chất nguy hại [11]. Tính chất vật lý và hóa học của CO Tính chất Đơn vị Giá trị Khối lượng phân tử g/mol 28,01 Nhiệt độ nóng chảy °C -205 Nhiệt độ sôi °C -192 Tỷ trọng ở 0 °C 1,25 Tỷ trọng ở 25 °C 1,145 Tỷ trọng hơi (không khí = 0,9678 1) 4 Giới hạn cháy % thể tích 12,5 - 74 Nhiệt độ tự bốc cháy °C 610 Độ tan: Trong nước ở 20 °C mL/100 mL 2,3 Tan đáng kể trong etyl axetat, cloroform và axit axetic; tan trong Trong dung môi metanol và etanol gấp 7 lần tan trong nước; tan trong benzen. Hằng số Henry ở 25 °C atm/mol 57978,5 2. Các nguồn tạo ra CO Bên cạnh một lượng nhỏ được tạo ra từ hoạt động thí nghiệm và sản xuất cho ứng dụng công nghiệp, khí CO chủ yếu được sinh ra từ quá trình đốt cháy không hoàn toàn các vật liệu chứa cacbon trong tự nhiên và trong hoạt động của con người.

Tổng lượng phát thải CO hàng năm vào môi trường khoảng 2000 – 3000 triệu tấn; trong đó, các hoạt động của con người đóng vai trò chủ yếu trong việc tạo ra CO thải vào môi trường (khoảng 60%) [2]. Trong hoạt động của con người, CO được sinh ra từ quá trình đốt nhiên liệu như vận hành động cơ, lò hơi, lò đốt công nghiệp, đốt chất thải rắn, chất thải nông nghiệp, nấu nướng trong gia đình…. Quá trình này tạo ra khoảng 40% lượng phát thải hàng năm. Nồng độ CO trong khí thải phụ thuộc vào loại nhiên liệu, lượng oxy được cung cấp, nhiệt độ đốt, thời gian lưu khí ở nhiệt độ cao và sự xáo trộn trong buồng đốt [2].

Trong tự nhiên, khí CO còn phát sinh từ đại dương, hoạt động của núi lửa và thảm thực vật. - Nước bề mặt của đại dương quá bão hòa đối với áp suất riêng phần của khí CO trong không khí. Với điều kiện đó, việc vận chuyển CO trên bề mặt tiếp xúc không khí – biển là đi từ biển vào không khí. Do đó, đại dương được 5 xem như là nguồn phát sinh khí CO trong tự nhiên (khoảng 5% tổng lượng phát thải CO vào môi trường hàng năm) [12].

- Khí thải phát sinh từ núi lửa chứa 0,46% CO tính trên số mol các thành phần khí thải, dữ liệu được đo ở nhiệt độ 1130 °C và áp suất tương đương áp suất khí quyển [13]. - Một số chất thải từ thực vật với thành phần hóa học gồm các nhóm ankyl, vòng thơm, dưới tác động của nhiệt độ môi trường và ánh sáng mặt trời đã bị phân hủy hóa-lý, sản sinh ra CO thải vào môi trường. Chất thải từ thực vật bị phân hủy thải vào môi trường tương đương 4,2 × 1014 ÷ 13,3 × 1014 g CO /năm [14].