Nghiên cứu lớp mạ ni ceo2 cuo làm chất xúc tác cho oxy hóa khí thải động cơ

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tính cấp thiết của đề tài luận án

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4. Nội dung nghiên cứu của luận án

1.5. Phương pháp nghiên cứu

1.6. Ý nghĩa của luận án

1.7. Bố cục của luận án

2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM

2.1. Hạt CeO2 và CuO

2.2. Chuẩn bị dung dịch, mẫu nghiên cứu

2.2.1. Thành phần dung dịch nghiên cứu và ký hiệu

2.2.2. Pha chế dung dịch mạ

2.2.3. Phương pháp chế tạo mẫu

2.3. Các phương pháp nghiên cứu

2.3.1. Phương pháp nghiên cứu điện hóa

2.3.2. Phương pháp và kỹ thuật đo đạc, đánh giá chất lượng lớp mạ

2.3.3. Phương pháp thử nghiệm hoạt tính xúc tác của bộ xúc tác trên động cơ

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Tính chất của vật liệu nano CuO và CeO2

3.2. Cấu trúc hình thái học

3.3. Hoạt tính xúc tác chuyển hóa khí CO và CxHy từ khí thải động cơ của các hạt nguyên liệu CuO và CeO2

3.4. Tính chất của hệ dung dịch mạ sun phát với các hạt CuO và CeO2 phân tán để tạo lớp mạ tổ hợp Ni-CeO2-CuO

3.5. Đường cong phân cực

3.6. Phổ tổng trở điện hóa dạng in situ của điện cực nghiên cứu trong các hệ dung dịch mạ sun phát

3.7. Ảnh hưởng của một số yếu tố tới tổng hàm lượng hạt CeO2 và CuO trên lớp mạ tổ hợp chế tạo bằng kỹ thuật mạ dòng một chiều

3.8. Ảnh hưởng của một số yếu tố tới tổng hàm lượng hạt CeO2 và CuO trên lớp mạ chế tạo bằng kỹ thuật mạ dòng xung

3.9. Sự phân bố của các hạt oxit CeO2 và CuO trên lớp mạ tổ hợp Ni-CeO2-CuO

3.10. Tính chất cơ, lý, hóa của lớp mạ tổ hợp Ni-CeO2-CuO

3.11. Khả năng chống ăn mòn của lớp mạ

3.12. Khả năng chống mài mòn của lớp mạ

3.13. Độ cứng của lớp mạ

3.14. Độ bền bám dính của lớp mạ

3.15. Thử độ bền sương muối và nhiệt ẩm của lớp mạ

3.16. Hoạt tính chất xúc tác của quá trình chuyển hóa khí thải động cơ của lớp mạ tổ hợp Ni-CeO2-CuO

3.17. Hoạt tính xúc tác của lớp mạ Ni-CeO2-CuO đối với khí CO

3.18. Hoạt tính xúc tác của lớp mạ Ni-CeO2-CuO đối với khí hydrocacbon

3.19. Kết quả thử nghiệm khả năng xúc tác chuyển hóa khí thải động cơ của bộ lõi xúc tác có lớp mạ xúc tác Ni-CeO2-CuO

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về lớp mạ Ni CeO2 CuO

Lớp mạ tổ hợp Ni-CeO2-CuO được nghiên cứu với mục tiêu tạo ra một chất xúc tác hiệu quả cho quá trình oxy hóa khí thải từ động cơ. Lớp mạ này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất xúc tác mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Nghiên cứu chỉ ra rằng, việc kết hợp CeO2 và CuO trong lớp mạ có thể tạo ra các tính chất xúc tác vượt trội, nhờ vào khả năng tương tác giữa các thành phần này. Theo các nghiên cứu trước đây, CuO có khả năng xúc tác cao trong các phản ứng oxy hóa, trong khi CeO2 đóng vai trò như một chất hỗ trợ, giúp tăng cường hoạt tính xúc tác. Việc sử dụng lớp mạ tổ hợp này không chỉ mang lại hiệu quả trong việc xử lý khí thải mà còn có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau.

1.1. Tính chất và ứng dụng của lớp mạ tổ hợp

Lớp mạ tổ hợp Ni-CeO2-CuO có nhiều tính chất ưu việt, bao gồm khả năng chống ăn mòn và mài mòn. Các nghiên cứu cho thấy rằng lớp mạ này có độ bền cao, giúp kéo dài tuổi thọ của các bộ phận trong động cơ. Hơn nữa, lớp mạ này còn có khả năng xúc tác tốt trong quá trình oxy hóa các khí độc hại như CO và hydrocacbon. Việc ứng dụng lớp mạ này trong các bộ xử lý khí thải sẽ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn về khí thải ngày càng khắt khe. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, lớp mạ tổ hợp này có thể được chế tạo bằng nhiều phương pháp khác nhau, từ đó mở ra nhiều cơ hội cho việc phát triển công nghệ mới trong lĩnh vực xử lý khí thải.

II. Quá trình oxy hóa khí thải động cơ

Quá trình oxy hóa khí thải từ động cơ là một trong những phương pháp hiệu quả nhất để giảm thiểu ô nhiễm. Các chất độc hại như CO, NOx và hydrocacbon có thể được chuyển hóa thành các sản phẩm ít độc hại hơn thông qua các phản ứng xúc tác. Lớp mạ tổ hợp Ni-CeO2-CuO đã được chứng minh là có khả năng xúc tác cao trong các phản ứng này. Nghiên cứu cho thấy rằng, khi sử dụng lớp mạ này, hiệu suất chuyển hóa khí CO có thể đạt tới 90% ở nhiệt độ thấp. Điều này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn tiết kiệm nhiên liệu cho động cơ. Việc tối ưu hóa các điều kiện phản ứng, như nhiệt độ và áp suất, cũng là yếu tố quan trọng để nâng cao hiệu suất của quá trình oxy hóa.

2.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

Nghiên cứu về xử lý khí thải động cơ bằng xúc tác đã được thực hiện rộng rãi trên thế giới. Nhiều công trình nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc sử dụng các chất xúc tác như CeO2 và CuO có thể cải thiện đáng kể hiệu suất xử lý khí thải. Tại Việt Nam, nghiên cứu về lớp mạ tổ hợp Ni-CeO2-CuO đang được chú trọng, với mục tiêu phát triển công nghệ xử lý khí thải phù hợp với điều kiện thực tế. Các kết quả ban đầu cho thấy lớp mạ này có tiềm năng lớn trong việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải quốc tế.

III. Phương pháp nghiên cứu và thực nghiệm

Phương pháp nghiên cứu được áp dụng trong luận án bao gồm các kỹ thuật điện hóa để đánh giá hoạt tính xúc tác của lớp mạ tổ hợp Ni-CeO2-CuO. Các thí nghiệm được thực hiện để khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố như nồng độ hạt, mật độ dòng điện và thời gian mạ đến chất lượng lớp mạ. Kết quả cho thấy rằng, việc tối ưu hóa các điều kiện này có thể nâng cao đáng kể hiệu suất xúc tác của lớp mạ. Ngoài ra, các phương pháp phân tích như SEM và EDX cũng được sử dụng để xác định cấu trúc và thành phần của lớp mạ, từ đó đưa ra các giải pháp cải tiến công nghệ chế tạo lớp mạ tổ hợp.

3.1. Các phương pháp nghiên cứu

Các phương pháp nghiên cứu bao gồm đo đường cong phân cực và tổng trở điện hóa để đánh giá hoạt tính xúc tác của lớp mạ. Phương pháp SEM được sử dụng để quan sát hình thái bề mặt của lớp mạ, trong khi EDX giúp xác định hàm lượng các thành phần trong lớp mạ. Kết quả từ các phương pháp này cho thấy lớp mạ tổ hợp Ni-CeO2-CuO có cấu trúc đồng nhất và phân bố đều, điều này góp phần nâng cao hiệu suất xúc tác trong quá trình oxy hóa khí thải. Việc áp dụng các phương pháp này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về cơ chế hoạt động của lớp mạ mà còn mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các công nghệ xử lý khí thải hiệu quả hơn.

Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu lớp mạ ni ceo2 cuo ứng dụng làm chất xúc tác cho quá trình oxy hóa khí thải động cơ đốt trong