Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu phản ứng khử chọn lọc NOx bằng propilen trên xúc tác ZSM-5

Luận án tiến sĩ nghiên cứu phản ứng khử chọn lọc NOx DeNOx bằng propilen trên xúc tác MeZSM-5 có mặt oxi, đóng góp cho hóa học môi trường.

• Đề tài: Nghiên cứu phản ứng khử NOx bằng propilen trên xúc tác ZSM-5
• Loại tài liệu: luận án

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu về các chất ô nhiễm không khí
• 1.2. Liệt kê một số chất ô nhiễm không khí
• 1.3. Khí quyển Trái Đất
• 1.4. Hiệu ứng nhà kính
• 1.5. Hiện tượng suy giảm tầng ozon
• 1.6. Hiện tượng mưa axit
• 1.7. Giới thiệu về các chất ô nhiễm không khí NOx
• 1.8. Giới thiệu về zeolit
• 1.8.1. Zeolit tự nhiên và tổng hợp
• 1.8.2. Một số zeolit điển hình
• 1.9. Xúc tác khử chọn lọc NOx bằng amoniac (NH3-SCR)
• 1.10. Xúc tác khử chọn lọc NOx bằng hidrocacbon (HC-SCR)
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VÀ TÍNH TOÁN KẾT QUẢ
• 2.1. Phương pháp điều chế xúc tác
• 2.2. Phương pháp phản ứng bề mặt theo chương trình nhiệt độ (TPSR)
• 2.3. Phương pháp tính toán kết quả
• 2.4. Phương pháp xác định độ chuyển hóa
• 2.5. Phương pháp xác định tốc độ phản ứng
• 2.6. Phương pháp xác định hướng sự tốc độ phản ứng
• 2.7. Phương pháp xác định năng lượng hoạt hóa của phản ứng
• 2.8. Phương pháp xác định bậc của phản ứng
• 2.9. Các phương pháp đặc trưng xúc tác
• 2.9.1. Phương pháp quang phổ hồng ngoại (IR)
• 2.9.2. Phương pháp giải hấp phụ theo chương trình nhiệt độ (TPD)
• 2.9.3. Phương pháp nhiễu xạ Rơn ghen (XRD)
• 2.9.4. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM)
• 3. CHƯƠNG 3: HOẠT TÍNH CỦA XÚC TÁC KIM LOẠI/ZEOLIT ZSM-5 TRONG PHẢN ỨNG KHỬ CHỌN LỌC NOx BẰNG C3H6 KHI CÓ MẶT O2
• 3.1. Khảo sát nhiệt động học
• 3.2. Thực đo hoạt tính xúc tác
• 3.3. Tần số quay vòng (Turnover frequency TOF)
• 3.4. Hướng sự tốc độ phản ứng kv, km, kn
• 3.5. Nhiệt độ đạt độ chuyển hóa xác định hoặc nhiệt độ đạt độ chuyển hóa cực đại (Tmax)
• 3.6. Năng lượng hoạt hóa của phản ứng
• 3.7. Các kết quả thực nghiệm
• 3.8. Cách tiến hành thí nghiệm và thu thập số liệu nguyên thuỷ
• 3.9. Biện luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: QUAN HỆ GIỮA HOẠT TÍNH XÚC TÁC VÀ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ
• 4.1. Quan hệ giữa độ chuyển hóa NOx và lượng NOx hấp phụ hóa học
• 4.2. Quan hệ giữa độ chuyển hóa NOx và lượng C3H6 hấp phụ bất thuận nghịch
• 4.3. Kết luận chương 4
• 5. CHƯƠNG 5: CƠ CHẾ PHẢN ỨNG DE-NOX BẰNG C3H6 TRÊN XÚC TÁC Me/ZSM-5 KHI CÓ MẶT OXI
• 5.1. Cơ chế phản ứng
• 5.2. Biện luận về cơ chế phản ứng
• MỞ ĐẦU
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu phản ứng khử NOx bằng propilen trên xúc tác ZSM 5

Nghiên cứu về phản ứng khử NOx bằng propilen trên xúc tác ZSM-5 đang thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học. NOx, bao gồm NO và NO2, là một trong những chất ô nhiễm không khí chính, gây ra nhiều vấn đề về sức khỏe và môi trường. Việc sử dụng propilen như một chất khử trong quá trình này mang lại nhiều lợi ích, đặc biệt là trong điều kiện có mặt oxy. Xúc tác ZSM-5, với cấu trúc zeolit đặc biệt, đã được chứng minh là có khả năng hoạt động hiệu quả trong việc khử NOx. Nghiên cứu này không chỉ giúp làm rõ cơ chế phản ứng mà còn mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các công nghệ xử lý khí thải.

1.1. Tình hình ô nhiễm không khí và vai trò của NOx

Ô nhiễm không khí là một trong những vấn đề nghiêm trọng nhất hiện nay. NOx, bao gồm nitơ oxit, là một trong những tác nhân chính gây ra ô nhiễm. Chúng không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe con người mà còn gây ra các vấn đề về môi trường như mưa axit và suy giảm tầng ozon. Việc giảm thiểu NOx là một trong những mục tiêu quan trọng trong bảo vệ môi trường.

1.2. Giới thiệu về xúc tác ZSM 5 và ứng dụng của nó

Xúc tác ZSM-5 là một loại zeolit có cấu trúc tinh thể đặc biệt, được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hóa chất. Với khả năng hấp phụ và chọn lọc cao, ZSM-5 đã được chứng minh là hiệu quả trong nhiều phản ứng hóa học, bao gồm cả phản ứng khử NOx. Nghiên cứu về xúc tác này giúp tối ưu hóa quá trình khử NOx, từ đó giảm thiểu ô nhiễm không khí.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu khử NOx bằng propilen

Mặc dù nghiên cứu về khử NOx bằng propilen trên xúc tác ZSM-5 đã đạt được nhiều kết quả khả quan, nhưng vẫn còn nhiều thách thức cần phải vượt qua. Một trong những vấn đề lớn nhất là độ ổn định của xúc tác trong điều kiện hoạt động thực tế. Nhiệt độ và nồng độ oxy có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của xúc tác, dẫn đến việc giảm hoạt tính. Ngoài ra, sự hiện diện của các tạp chất trong khí thải cũng có thể gây ra hiện tượng đầu độc xúc tác, làm giảm hiệu quả khử NOx.

2.1. Độ ổn định của xúc tác ZSM 5 trong quá trình khử NOx

Độ ổn định của xúc tác ZSM-5 là một yếu tố quan trọng quyết định hiệu suất của quá trình khử NOx. Nhiệt độ hoạt động cao có thể dẫn đến sự phân hủy của xúc tác, trong khi nồng độ oxy cao có thể gây ra hiện tượng đầu độc xúc tác. Việc nghiên cứu các yếu tố này giúp cải thiện độ bền và hiệu suất của xúc tác trong thực tế.

2.2. Tác động của tạp chất trong khí thải đến hoạt tính xúc tác

Sự hiện diện của các tạp chất như SO2 và hơi nước trong khí thải có thể gây ra hiện tượng đầu độc xúc tác, làm giảm hiệu suất khử NOx. Nghiên cứu về tác động của các tạp chất này là cần thiết để phát triển các giải pháp cải thiện hoạt tính của xúc tác ZSM-5 trong điều kiện thực tế.

III. Phương pháp nghiên cứu phản ứng khử NOx bằng propilen

Để nghiên cứu phản ứng khử NOx bằng propilen trên xúc tác ZSM-5, nhiều phương pháp thực nghiệm đã được áp dụng. Các thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện kiểm soát chặt chẽ về nhiệt độ, áp suất và nồng độ các chất phản ứng. Phương pháp Temperature Programmed Desorption (TPD) và Temperature Programmed Surface Reaction (TPSR) là những kỹ thuật quan trọng giúp xác định hoạt tính xúc tác và cơ chế phản ứng. Các kết quả thu được từ các thí nghiệm này sẽ cung cấp thông tin quý giá cho việc tối ưu hóa quá trình khử NOx.

3.1. Thiết lập thí nghiệm và điều kiện thực hiện

Thiết lập thí nghiệm bao gồm việc chuẩn bị xúc tác ZSM-5 và các chất phản ứng như propilen và NOx. Các điều kiện thực hiện thí nghiệm như nhiệt độ, áp suất và nồng độ các chất phản ứng được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo tính chính xác của kết quả. Việc lựa chọn các điều kiện tối ưu là rất quan trọng để đạt được hiệu suất khử NOx cao nhất.

3.2. Kỹ thuật phân tích và đánh giá kết quả

Các kỹ thuật phân tích như TPD và TPSR được sử dụng để đánh giá hoạt tính xúc tác và cơ chế phản ứng. TPD giúp xác định khả năng hấp phụ của xúc tác, trong khi TPSR cho phép theo dõi quá trình phản ứng trong thời gian thực. Các kết quả thu được từ các kỹ thuật này sẽ giúp làm rõ hơn về cơ chế khử NOx bằng propilen trên xúc tác ZSM-5.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy xúc tác ZSM-5 có khả năng khử NOx hiệu quả khi sử dụng propilen trong điều kiện có mặt oxy. Độ chuyển hóa NOx đạt được ở mức cao, cho thấy tiềm năng ứng dụng của phương pháp này trong thực tế. Các kết quả này không chỉ có ý nghĩa trong việc giảm thiểu ô nhiễm không khí mà còn mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các công nghệ xử lý khí thải. Việc áp dụng các công nghệ này trong ngành công nghiệp sẽ góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.

4.1. Đánh giá hiệu suất khử NOx của xúc tác ZSM 5

Hiệu suất khử NOx của xúc tác ZSM-5 được đánh giá thông qua các thí nghiệm thực nghiệm. Kết quả cho thấy xúc tác này có khả năng chuyển hóa NOx cao, đặc biệt trong điều kiện có mặt oxy. Việc tối ưu hóa các điều kiện phản ứng sẽ giúp nâng cao hiệu suất khử NOx hơn nữa.

4.2. Ứng dụng công nghệ khử NOx trong ngành công nghiệp

Công nghệ khử NOx bằng propilen trên xúc tác ZSM-5 có thể được áp dụng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong ngành công nghiệp sản xuất và giao thông vận tải. Việc áp dụng công nghệ này sẽ giúp giảm thiểu ô nhiễm không khí, từ đó bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu phản ứng khử NOx bằng propilen trên xúc tác ZSM-5 đã đạt được nhiều kết quả khả quan, mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các công nghệ xử lý khí thải. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức cần phải vượt qua, đặc biệt là trong việc cải thiện độ ổn định của xúc tác và hiểu rõ hơn về cơ chế phản ứng. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc tối ưu hóa các điều kiện phản ứng và phát triển các xúc tác mới có hiệu suất cao hơn. Điều này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm không khí mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp.

5.1. Hướng nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực khử NOx

Hướng nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc phát triển các xúc tác mới có khả năng khử NOx hiệu quả hơn. Việc nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác cũng cần được thực hiện để tối ưu hóa quá trình khử NOx. Các nghiên cứu này sẽ giúp làm rõ hơn về cơ chế phản ứng và nâng cao hiệu suất khử NOx trong thực tế.

5.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu trong bảo vệ môi trường

Nghiên cứu về khử NOx không chỉ có ý nghĩa trong việc giảm thiểu ô nhiễm không khí mà còn góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Việc phát triển các công nghệ xử lý khí thải hiệu quả sẽ giúp cải thiện chất lượng không khí, từ đó nâng cao chất lượng cuộc sống cho mọi người.

Trích đoạn nội dung tài liệu

mở đầu cho cuộc cách mạng công nghiệp thế kỷ 18. Một thế kỷ sau đó xuất hiện động cơ đốt trong do Otto và Langen phát minh (1876), có hiệu suất cao hơn, với cùng công suất thì có kích thước bé hơn so với động cơ đốt ngoài. Nhiên liệu cho động cơ đốt trong là xăng và diezen, các sản phẩm của dầu mỏ. Năm 1859 Mỹ bắt đầu khai thác dầu mỏ.

5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Năm 1886 chiếc ôtô chạy xăng đầu tiên ra đời ở Mỹ. Năm 1900 cả thế giới mới sản xuất được 2 vạn ôtô. Năm 1990 có 50 triệu ôtô xuất xưởng, chiếm 10% sản lượng công nghiệp của các nước phát triển [35]. Hiện nay trên hành tinh của chúng ta có hơn 300 triệu ôtô đi lại hàng ngày trên mọi nẻo đường.

Nếu tính trung bình mỗi xe chạy 70 km/ngày với mức tiêu hao nhiên liệu 0,193 kg/km thì một năm cả thế giới tiêu thụ khoảng 1,5 tỉ tấn xăng dầu, chiếm gần một nửa sản lượng dầu thô khai thác được (sản lượng dầu thô toàn thế giới là 3,46 tỉ tấn [133]). Nếu năm 1915 người ta bắt đầu nhận ra khả năng tiềm ẩn của khí thải ôtô đối với sự ô nhiễm không khí thì phải đến năm 1945 người ta mới nhận ra nó chính là thủ phạm của hiện tượng sương mù ở thành phố Los Angeles thuộc bang California (Mỹ). Các biện pháp lớn chống ô nhiễm không khí ở các nước thường được đưa ra tiếp sau các sự kiện lớn: ở Mỹ, đó là sự kiện sương mù ở California; ở Đức, đó là sự kiện ―chết rừng‖; ở Anh, việc cấm dùng xăng pha chì không phải chỉ liên quan đến việc dùng các hộp xúc tác cho xe ôtô, mà chính là nhằm làm giảm lượng chì trong máu, được phát hiện trong một bộ phận dân cư [141]. Ngày 14/9/1967, Uỷ ban Châu Âu lần đầu tiên đã đưa ra định nghĩa về ô nhiễm không khí: ―Ô nhiễm không khí là sự xuất hiện một chất lạ, hoặc sự thay đổi đáng kể của thành phần không khí có khả năng gây ra hậu quả có hại, dựa trên trình độ hiểu biết của khoa học đương thời‖.

Năm 1970 luật về chính sách môi trường và luật về không khí sạch được ban hành ở Mỹ, đánh dấu một bước ngoặt trong nhận thức của con người về tầm quan trọng của việc chống ô nhiễm môi trường sống. 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Liệt kê một số chất ô nhiễm không khí. Năm 1970 Quốc hội Mỹ đã liệt kê 189 chất gây ô nhiễm không khí.

Năm 1991 có 6 chất được liệt kê vào danh mục các Tiêu chuẩn chất lượng môi trường không khí Quốc gia (National Ambient Air Quality Standards, NAAQS) gồm: 1.Oxit lưu huỳnh, SOx; 2. Cacbon monooxit, CO; 4. Nitơ dioxit, NO2; 6. Ngoài ra có 8 chất khác được liệt vào danh mục các chất ô nhiễm ngẫu nhiên (National Emission Standards for Hazardous Air Pollution, NESHAP) gồm: 1.Các hạt nhân phóng xạ.

đưa ra nồng độ được phép (tối đa) nơi ở và nơi sản xuất của một số chất theo tiêu chuẩn chất lượng không khí của Mỹ. Tiêu chuẩn chất lượng không khí của Mỹ [92]. Chất Nồng độ cho phép nơi sinh sống Nồng độ cho phép nơi sản xuất SO2 80  g/m3 (0,03 ppm), TB(*) năm 2 ppm, TB 8 giờ 365  g/m3 (0,14 ppm),TB 24 giờ 5 ppm, TB 15 phút O3 235  g/m3 (0,12ppm),TB 1 giờ 0,1 ppm,TB 8 giờ 0,3 ppm, TB 15 phút NO2 100  g/m3 (0,053 ppm),TB năm 3 ppm, TB 8 giờ 5 ppm, TB 15 phút 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CO 10 mg/m3 (9 ppm),TB 8 giờ 50 ppm, TB 8 giờ 40 mg/m3 (35 ppm), TB 1 giờ 400 ppm, TB 15 phút Bụi PM 10 50  g/m3, TB năm Tiêu chuẩn riêng cho từng loại bụi 150  g/m3,TB 24 giờ Pb 1,5  g/m3,TB quý 150  g/m3, TB 8 giờ 450  g/m3,TB 15 phút (*): trung bình Để thấy rõ các nguồn phát sinh ô nhiễm không khí, ở bảng 1. đưa ra khối lượng các chất ô nhiễm thải ra từ các nguồn khác nhau trong năm 1991 ở Mỹ [124].2 Khối lượng các chất ô nhiễm không khí (triệu tấn/năm) thải ra từ các nguồn khác nhau trong năm 1991 ở Mỹ.

Nguồn ô nhiễm PM 10 SOx CO NOx HC Pb Giao thông 1,51 0,99 43,49 7,26 5,08 0,00162 Đốt lò 1,10 16,55 4,67 10,59 0,67 0,00045 Quá trình công nghiệp 1,84 3,16 4,69 0,60 7,86 0,00221 Chất thải rắn 0,26 0,02 2,06 0,10 0,69 0,00069 Nguồn khác 0,73 0,01 7,18 0,21 2,59 0,00000 Tổng 5,44 20,73 62,09 18,76 16,89 0,00497 Từ bảng 1.2 ta có các nhận xét sau: 1.Tổng khối lượng các chất ô nhiễm phát ra từ các phương tiện giao thông là 58,3 triệu tấn, so với tổng khối lượng các chất ô nhiễm phát ra từ các nguồn khác nhau là 123,9 triệu tấn, chiếm tỉ lệ 58,33/123,9  47,07%. 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Ba chất ô nhiễm chính phát ra từ khí thải của xe cơ giới (CO, NOx và HC) có tổng khối lượng là 43,49+7,26+5,08=55,83 triệu tấn, chiếm tỉ lệ 55,83/58,33=95,71% tổng chất thải từ giao thông và 55,83/123,9  45% tổng chất ô nhiễm trong không khí. Trong các chất ô nhiễm, CO có khối lượng lớn nhất, 62,09 triệu tấn, chiếm tỉ lệ 62,09/123,9  50% tổng chất ô nhiễm không khí.

Nếu trước năm 1980 vấn đề ô nhiễm không khí được xem xét ở góc độ địa phương, và với lượng chất ô nhiễm có nồng độ lớn gây tác hại trực tiếp, thì sau năm 1980 vấn đề được xem xét ở quy mô rộng lớn hơn, quy mô toàn cầu với cả các chất ô nhiễm có nồng độ nhỏ nhưng gây tác hại lâu dài: vấn đề mưa axit, phá huỷ tầng ozon, hiệu ứng nhà kính. Để thấy rõ vai trò các chất ô nhiễm không khí trong việc biến đổi khí hậu ta cần nói qua về khí quyển Trái đất và thành phần khí quyển. Khí quyển Trái đất Đó là môi trường bao quanh Trái đất, khối lượng khí quyển khoảng 5,15. Khí quyển được chia thành các tầng: 1.Tầng đối lưu (troposphére) là tầng thấp nhất, dầy từ 7 km ở vùng cực đến 18 km ở xích đạo, tập trung 4/5 khối lượng khí quyển, nơi phát sinh mạnh mẽ các chuyển động đối lưu.

Nhiệt độ vùng đối lưu giảm 60C khi lên cao 1 km, đạt -500C ở vùng cực và - 800C ở ranh giới trên vùng xích đạo.Tầng bình lưu (stratosphere), từ 20- 50 km, ít nhiễu động, nhiệt độ tăng theo độ cao từ -400C đến khoảng 00C. Ở tầng này gió có thể đạt tốc độ 350 km/giờ. Thấp nhất trong tầng bình lưu là lớp ozon (20-25 km) có tác dụng hấp thụ các bức xạ sóng ngắn (cực tím) của mặt trời; 3.Tầng trung quyển (mesosphere) hay tầng hạ nhiệt (50-80 km) là tầng có nhiệt độ giảm dần theo độ cao, từ 00C đến - 900C ; 4.Tầng nhiệt quyển hay tầng tăng nhiệt, có nhiệt độ tăng theo độ cao, khoảng 1500 K ở 200-300 km và sau đó gần như không đổi; 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Tầng ngoại quyển là tầng ngoài cùng, từ vài trăm km trở lên.

Trong khí quyển Trái đất từ độ cao 50 km, một số phân tử khí phân ly thành nguyên tử và ion tạo nên tầng điện ly 50-1000 km, một số nguyên tử nhẹ (như hidro) chuyển động nhanh, có thể khuếch tán vào vũ trụ. Thành phần của khí quyển Trái đất: Bảng 1.3 cho ta thành phần hoá học của khí quyển Trái đất và sự biến đổi của nó: cột A là thời kỳ tiền công nghiệp (ppmV), cột B là hiện nay (ppmV), cột C là độ gia tăng hàng năm (%/năm) [77],[140].3 Thành phần hoá học của khí quyển trái đất. % A B C (ppmV) (ppmV) (%)/năm Tầng đối lƣu Nitơ………………. 20,984 Acgon………… 0,934 Đioxit cacbon.

1,710-4 1,0 1,7 2 Kripton…………… 1,1410-4 Hidro……………… 0,5010-4 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Protoxit nitơ………. 0,0910-4 Ozon……………… 0,02-0,110-4 CO………………… 0,05-0,2 0,13 3 SO2………………. 0,0 0,00015 8 Tầng bình lƣu Ozon………………. 3-510-4 Được biết cách đây 3-4 tỷ năm, khí quyển Trái đất gồm chủ yếu hơi nước và CO2 với nồng độ cao.

Sự tiến hoá đã đưa đến thành phần hiện nay của khí quyển bao gồm chủ yếu là N2 (78,084%) và O2 (20,984%), các khí khác chiếm tỷ lệ nhỏ, trong đó đáng chú ý là CO2 có tỷ lệ gia tăng 0,4%/năm khi bước sang thời kỳ công nghiệp hoá mà hậu quả là làm gia tăng hiệu ứng nhà kính. Hiệu ứng nhà kính Hiệu ứng nhà kính sinh ra bởi các tia bức xạ (chủ yếu là hồng ngoại) được phản xạ từ mặt đất khi bị mặt trời đốt nóng, bị các khí hấp thụ rồi quay lại đốt nóng mặt đất chứ không thoát được vào vũ trụ (xem hình 1. Nếu không có hiệu ứng nhà kính thì theo cân bằng nhiệt, nhiệt độ trung bình của mặt đất đã là -180C. Nhờ hiệu ứng nhà kính, bề mặt Trái đất được sưởi ấm đến +150C.

Nhưng nếu không kiểm soát được lượng CO2 thì nhiệt độ trung bình đó sẽ tăng lên [45]. Nếu giả thiết hàm lượng CO2 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] trong thế kỷ 21 tăng gấp đôi thì nhiệt độ trung bình của bề mặt Trái đất sẽ tăng 2-30C, kéo theo sự tan băng ở hai cực và sự giãn nở nhiệt của đại dương làm cho mực nước biển dâng lên 5-7 m [21],[140]. Sơ đồ minh hoạ hiệu ứng nhà kính Ngoài CO2 là cấu tử chính, một số khí khác cũng góp phần vào hiệu ứng nhà kính. Trong thời kỳ 1980-1990 thị phần của các khí gây ra hiệu ứng nhà kính như sau: CO2:55%; clorofluorocacbon (CFC) hay freon, tổng: 24%; CH4:15%; N2O:6% [68].

Các thị phần nêu ở đây không chỉ phụ thuộc vào nồng độ các khí trong khí quyển, mà còn phụ thuộc vào độ hấp thụ hồng ngoại (trong cửa sổ hẹp có  = 8-12  m) hay hiệu quả gây hiệu ứng nhà kính của một phân tử (xem bảng 1. Các khí gây hiệu ứng nhà kính Tên chất Công thức Nồng độ trong Tỉ lệ gia tăng Hiệu quả gây khí quyển toàn hàng năm hiệu ứng nhà cầu, 1990 kính của 1 phân 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] tử so với CO2 Dioxit cacbon CO2 350 ppm 0,5% 1 Metan CH4 1,7 ppm 0,9% 20 CFC-11 CCl3F 0,28 ppb 4% 12.000 CFC-12 CCl2F2 0,48 ppb 4% 16.000 Dinitơ oxit N2 O 0,31 ppb 0,25% 200 Cần nói thêm rằng thuật ngữ hiệu ứng nhà kính là không thật chính xác về ý nghĩa, vì nhà kính trong trồng trọt là để chắn gió giữ độ ẩm nhưng cho ánh sáng đi qua để quang hợp, còn nhà kính ở đây lại là để ngăn ánh sáng hồng ngoại phản xạ từ mặt đất 1. Hiện tượng suy giảm tầng ozon.