Nghiên cứu vật liệu xúc tác trên cơ sở co ban cho quá trình chuyển hoá khí tổng hợp thành hydrocacbon lỏng Đỗ Thị Thanh Hà.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI





ĐỒ THỊ THANH HÀ




NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU XÚC TÁC TRÊN CƠ SỞ COBAN
CHO QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA KHÍ TỔNG HỢP THÀNH
HYDROCACBON LỎNG




Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học
Mã số: 62520301

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC










Hà Nội - 2014
Công trình được hoàn thành tại:
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội





Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS. Phạm Thanh Huyền
2. PGS.TS. Nguyễn Hồng Liên



Phn bin 1: PGS.TS. Vũ Anh Tuấn

Phn bin 2: GS.TSKH. Ngô Thị Thuận



Phn bin 3: PGS.TS. Lê Minh Cầm





Lun án s được bo v trước Hội đng chm lun án tiến sĩ
cp Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội.

Vào hi: ………. giờ, ngày ………tháng …… năm ………


C th tìm hiu lun án tại thư vin:
1. Thư vin Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội
2. Thư vin Quc Gia Vit Nam
1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài:
Trữ lượng dầu mỏ đang gim dần và giá dầu biến động theo
chiều hướng gia tăng chính là nguyên nhân khiến các tp đoàn ha dầu
lớn trên thế giới cũng như giới khoa học bắt đầu quay trở lại với
công ngh chuyn ha khí tổng hợp thành nhiên liu lỏng. Ưu đim
nổi bt của nhiên liu lỏng hình thành từ quá trình Fischer-Tropsch là

sn phẩm sạch, không chứa lưu huỳnh, khác hẳn với nhiên liu sn
xut từ dầu mỏ. Đặc tính thân thin với môi trường này làm cho quá
trình chuyn ha khí tổng hợp thành nhiên liu lỏng trở thành công
ngh phù hợp với xu hướng phát trin bền vững và bo v môi trường
hin nay trên thế giới. Chính vì vy, vic nghiên cứu chế tạo vt liu
xúc tác cho quá trình chuyn ha khí tổng hợp thành nhiên liu lỏng
đang là vn đề cp thiết nhằm bổ sung ngun nhiên liu sạch, đm bo
an ninh năng lượng cho toàn cầu.
2. Nội dung của luận án:
- Tổng hợp xúc tác trên cơ sở coban mang trên các cht mang
khác nhau (silicagel, silicalit, MCM-41, -Al
2
O
3
) và bổ sung
các cht trợ xúc tác khác nhau (K và Re).
- Phân tích các đặc trưng ha lý của xúc tác.
- Nghiên cứu nh hưởng của đặc trưng cu trúc (cht mang,
hàm lượng kim loại hoạt động, kim loại phụ trợ, ngun mui
kim loại) đến hoạt tính và độ chọn lọc của xúc tác.
- Nghiên cứu nh hưởng của các điều kin hoạt ha xúc tác và
phn ứng tới hiu qu quá trình chuyn ha khí tổng hợp thành
hydrocacbon lỏng.
- Nghiên cứu biến tính cht mang nhằm tăng cường hiu qu
làm vic của xúc tác.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án:
Từ tổng quan tài liu trong và ngoài nước về quá trình tổng hợp
Fischer-Tropsch thy rằng quá trình chuyn ha khí tổng hợp thành
nhiên liu lỏng c th xy ra trên nhiều loại xúc tác khác nhau và
chịu nh hưởng của nhiều yếu t.

Trong s các xúc tác được nghiên cứu và sử dụng cho quá trình
tổng hợp Fischer-Tropsch công nghip trên thế giới, xúc tác trên cơ sở
2

coban c giá thành vừa phi, c hoạt tính cao, độ chọn lọc cao với các
parafin mạch dài, ít chọn lọc với các hợp cht chứa oxy và olefin, và
đặc bit là kh bị mt hoạt tính hơn so với sắt nên đang được sử dụng
rộng rãi hơn c. Chính vì vy trong lun án này, vic nghiên cứu một
cách c h thng về xúc tác trên cơ sở coban cho quá trình chuyn ha
khí tổng hợp thành hydrocacbon lỏng và từ đ tìm gii pháp hoàn thin
xúc tác này mang ý nghĩa khoa học và tính ứng dụng thực tiễn lớn.
4. Điểm mới của luận án:
Lun án đã nghiên cứu một cách h thng về quá trình tổng hợp,
đặc trưng và hoạt tính của xúc tác trên cơ sở coban, xác định được các
cht trợ xúc tác thích hợp là K và Re với hợp phần 10%Co0.2%K/
-Al
2
O
3
và 10%Co0.2%Re/-Al
2
O
3
phù hợp cho chuyn ha khí tổng
hợp thành hydrocacbon lỏng, từ đ đưa ra gii pháp biến tính cht
mang -Al
2
O
3
bằng cách phủ SiO

2
lên bề mặt cho phép ngăn cn sự
tương tác pha giữa kim loại hoạt động coban và cht mang, dẫn tới
tăng kh năng làm vic của xúc tác.
5. Cấu trúc của luận án:
Lun án gm 112 trang: Mở đầu 2 trang; Chương 1 - Tổng quan
27 trang; Chương 2 - Thực nghim 10 trang; Chương 3 - Kết qu và
tho lun 59 trang; Kết lun 1 trang; Các đim mới của Lun án
1 trang; Tài liu tham kho 11 trang gm 95 tài liu; Danh mục các
công trình đã công b của lun án 1 trang; Có 22 bng, 60 hình v và
đ thị.
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
Đã tổng quan về xúc tác cho quá trình tổng hợp Fischer-Tropsch
bao gm lịch sử phát trin, tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước;
ha học, nguyên liu, cơ chế và sn phẩm của phn ứng FT;
hợp phần xúc tác cho phn ứng FT (kim loại hoạt động, cht mang,
kim loại phụ trợ). Tổng quan cũng đề cp đến các yếu t nh hưởng
đến quá trình FT như điều kin phn ứng (nhit độ, áp sut, tỷ l
nguyên liu). Trên cơ sở tổng quan, đưa ra mục tiêu tổng hợp xúc tác
trên cơ sở coban cho quá trình chuyn ha khí tổng hợp thành
hydrocacbon lỏng.

3

CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM
2.1. Tổng hợp -Al
2
O
3

Các ha cht sử dụng bao gm: hydroxit nhôm (Tân Bình), hydroxit
natri (Trung Quc), hydroperoxit (Trung Quc), axit oxalic (Trung
Quc). -Al
2
O
3
được tổng hợp qua hai bước làm sạch hydroxit nhôm Tân
Bình, kết tủa boehmit ở 70C, pH = 8,5 và nung boehmit ở 230 ÷ 500ºC.
2.2. Biến tính chất mang -Al
2
O
3
bằng SiO
2
Tẩm TEOS (với hàm lượng SiO
2
10%) lên γ-Al
2
O
3
trong
môi trường etanol tinh khiết. Khuy không gia nhit hỗn hợp trên cho
đến khi sền st, sy mẫu trong thời gian 16 giờ ở 120
o
C sau đ
nung mẫu ở 300
o
C trong 4 giờ với tc độ gia nhit 3
o
C/phút.

2.3. Tổng hợp xúc tác
Dạng xúc tác cần tổng hợp là Co-Me/cht mang, trong đ Me là
các kim loại hỗ trợ gm K, Re. Cht mang là silicagel, silicalit,
MCM-41, -Al
2
O
3
và -Al
2
O
3
biến tính bằng SiO
2
đã tổng hợp.
Phương pháp đưa các kim loại hoạt động và kim loại hỗ trợ lên
cht mang là ngâm tẩm ở điều kin áp sut khí quyn.
Qui trình được thực hin như sau: Các dung dịch mui Co(NO
3
)
2

(hoặc Co(OOCCH
3
)
2
), KNO
3
và HReO
4
được chuẩn bị với những nng

độ thích hợp đ tạo ra xúc tác c chứa 1020%kl Co, 0,11,5%kl Me (K,
Re). Cho cht mang vào các dung dịch mui kim loại và khuy ở 50
o
C
cho bay hơi nước, tới khi hỗn hợp trở nên sền st (paste). Sy hỗn hợp ở
nhit độ 120
o
C trong 5 giờ, nung ở 450
o
C trong 10 giờ. Sau khi nung xúc
tác được nghiền và sàng lại đ đm bo kích thước hạt dưới 125µm.
2.4. Phương pháp nghiên cứu đánh giá đặc trưng hóa lý của
vật liệu
Lun án đã nghiên cứu đặc trưng ha lý và cu trúc của cht mang
và xúc tác qua phân tích cu trúc pha tinh th bằng phương pháp
nhiễu xạ tia X (XRD); din tích bề mặt riêng và phân b cu trúc
mao qun bằng phương pháp hp phụ vt lý nitơ; độ phân tán kim loại
trên cht mang bằng phương pháp hp phụ ha học xung CO;
trạng thái oxy ha khử của coban trong xúc tác bằng phương pháp
khử H
2
theo chương trình nhit độ; hàm lượng kim loại mang trên xúc
tác bằng phương pháp phổ hp thụ nguyên tử AAS, hình thái cu trúc
vt liu bằng phương pháp hin vi đin tử quét SEM và SEM-EDX.
4

2.5. Nghiên cứu đánh giá hoạt tính và độ chọn lọc của xúc tác
2.5.1. Hệ thống phản ứng FT
Hoạt tính và độ chọn lọc của xúc tác được đánh giá trên cơ sở h
phn ứng vi dòng xúc tác c định (hình 2.4). Các sn phẩm lỏng thu

được sau phn ứng được phân tích off-line bằng GC-MS. Khí nguyên
liu và các khí sn phẩm được phân tích trực tiếp bằng sắc ký khí.

Hình 2.4. Sơ đồ vi dòng hệ thiết bị phản ứng chuyển hóa
khí tổng hợp thành nhiên liệu lỏng
1. Ống phn ứng; 2. Thiết bị điều chỉnh lưu lượng dòng; 3. Lò gia nhit; 4. Áp kế; 5. Van đng
mở; 6. Van một chiều; 7. Bình phân tách sn phẩm; 8. Van x áp; 9. Bộ lọc trước BPR; 10. Bộ
điều chỉnh áp sut thp; 11. Van tinh chỉnh; 12. Đường x khí; 13,14. Đường kết ni sắc ký;
15. Van tháo sn phẩm lỏng
2.5.2. Hoạt hóa xúc tác
Quá trình hoạt ha xúc tác được thực hin ở nhit độ 350400C,
thời gian 1016 giờ, với lưu lượng dòng H
2
thay đổi từ 160260
ml/phút trong môi trường áp sut khí quyn.
2.5.3. Tiến hành phản ứng chuyển hóa khí tổng hợp
Các thông s cơ bn của quá trình nghiên cứu hoạt tính xúc tác:
tỷ l H
2
/CO = 2/1; tc độ không gian th tích: 400600h
-1
; nhit độ
phn ứng: 210250
o
C; áp sut phn ứng: 812bar.
2.5.4. Đánh giá hoạt tính và độ chọn lọc của xúc tác
Độ chuyn ha CO được tính theo công thức:

C (%) =

Độ chọn lọc các thành phần trong sn phẩm lỏng được xác định
trên cơ sở kết qu phân tích GCMS.

MFC
MFC
MFC
GG
BPR
N2
H2
CO
GG
BPR
Lượng CO đã tham gia phn ứng
 100
Lượng CO trong nguyên liu
5

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Nghiên cứu lựa chọn chất mang xúc tác
Bn loại cht mang được nghiên cứu gm silicagel, silicalit,
MCM-41 và -Al
2
O
3
. Các mẫu xúc tác chứa 10%kl Co và 0,2%kl K.
3.1.1. Đặc trưng hóa lý của các xúc tác Co trên các chất mang
khác nhau
3.1.1.1. Đặc trưng pha tinh thể của xúc tác Co mang trên các
chất mang khác nhau

Quan sát gin đ XRD của các mẫu xúc tác (hình 3.1), c th thy
dạng tn tại phổ biến của Co trong các mẫu xúc tác là Co
3
O
4
th hin
ở các pic đặc trưng cường độ lớn xut hin tại 2θ = 31,2
o
; 36,9
o
; 44,9
o
;
59,2
o
và 65,2
o
.


Hình 3.1. Giản đồ XRD của mẫu 10Co(N)0.2K/silicagel (a);
10Co(N)0.2K/silicalit (b); 10Co(N)0.2K/MCM-41 (c);
10Co(N)0.2K/

-Al
2
O
3
(d)
3.1.1.2. Diện tích bề mặt riêng và cấu trúc mao quản của các mẫu

xúc tác mang trên các chất mang khác nhau

Từ bng 3.2 c th thy, trong 4 loại xúc tác Co mang trên các cht
mang khác nhau din tích bề mặt riêng của 10Co(N)0.2K/MCM-41 là lớn
nht, đạt 520 m
2
/g, và thp nht là với 10Co(N)0.2K/silicagel (243 m
2
/g).
(a)
(b)
(c)
(d)
6

Đường kính mao qun tp trung lớn nht được quan sát thy ở
10Co(N)0.2K/silicagel, trong khi các mao qun hẹp hơn 4 lần phổ biến ở
cu trúc của 10Co(N)0.2K/silicalit và hẹp hơn 2 lần với
10Co(N)0.2K/MCM-41.
Bảng 3.2. Diện tích bề mặt riêng và đường kính mao quản các
mẫu xúc tác mang trên các chất mang khác nhau
Mẫu
Diện tích bề
mặt riêng
BET, m
2
/g
Đường kính
mao quản
trung bình,

Å
Đường kính
mao quản
tập trung, Å
10Co(N)0.2K/silicagel
243
114
90
10Co(N)0.2K/silicalit
315
23
20
10Co(N)0.2K/MCM-41
520
43
40
10Co(N)0.2K/-Al
2
O
3
227
82
35 và 50
Về cu trúc vt liu, c 4 mẫu xúc tác 10Co(N)0.2K/silicagel,
10Co(N)0.2K/silicalit, 10Co(N)0.2K/MCM-41 và 10Co(N)0.2K/-Al
2
O
3

đường hp phụ và khử hp phụ không trùng nhau và tạo thành một vòng

trễ, hình dạng đặc trưng cho vt liu mao qun trung bình.
3.1.1.3. Hình thái bề mặt xúc tác mang trên chất mang khác nhau
Kết qu hình 3.4  3.7 cho thy, với các cht mang khác nhau,
xúc tác tạo thành c những hình dạng và kích thước rt khác nhau: vô
định hình với 10Co(N)0.2K/silicagel, tinh th lp phương chứa các hạt
140÷280 nm ở 10Co(N)0.2K/silicalit, khi cầu 500 nm với
10Co(N)0.2K/MCM-41 và dạng tp hợp các sợi dài 100nm ở
10Co(N)0.2K/-Al
2
O
3
.


Hnh 3.4. Ảnh SEM của mẫu
10Co(N)0.2K/silicagel


Hnh 3.5. Ảnh SEM của mẫu
10Co(N)0.2K/silicalit
7



Hnh 3.6. Ảnh SEM của mẫu
10Co(N)0.2K/MCM-41


Hnh 3.7. Ảnh SEM của mẫu
10Co(N)0.2K/


-Al
2
O
3
3.1.2. Ảnh hưởng của chất mang tới độ chuyển hóa CO và
độ chọn lọc sản phẩm lỏng
3.1.1.1. Ảnh hưởng của chất mang tới độ chuyển hóa CO
Độ chuyn ha CO trung bình trên mẫu 10Co(N)0.2K/silicagel là
19%, 10Co(N)0.2K/silicalit là 21%, 10Co(N)0.2K/-Al
2
O
3
là 22% và
cao nht với 10Co(N)0.2K/MCM-41 là 25%. Xu hướng chung trên c
4 loại xúc tác là độ chuyn ha CO gim dần theo thời gian phn ứng,
nhưng rõ rt nht với 10Co(N)0.2K/silicagel.

Hình 3.8. Độ chuyển hóa CO theo thời gian phản ứng trên các xúc tác
10Co(N)0.2K/silicagel, 10Co(N)0.2K/silicalit,
10Co(N)0.2K/MCM-41 và 10Co(N)0.2K/

-Al
2
O
3
3.1.1.2. Ảnh hưởng của chất mang tới độ chọn lọc sản phẩm lỏng
Phân đoạn xăng (từ C6÷C10) xut hin khá đng đều trong sn
phẩm của quá trình FT khi sử dụng 4 loại xúc tác (38,8÷43,5%). Phân
đoạn c s C > 10 được phát hin trội hơn trong sn phẩm lỏng của

quá trình chuyn ha khí tổng hợp sử dụng xúc tác
10Co(N)0.2K/MCM-41 (45,5%), 10Co(N)0.2K/silicagel (48,5%) và
đặc bit là xúc tác 10Co(N)0.2K/-Al
2
O
3
(58,2%), so với lượng thp
hơn hẳn (36,5%) ở xúc tác 10Co(N)0.2K/silicalit.
8

Bảng 3.3. Phân bố mạch C trong thành phần sản phẩm chuyển hóa khí
tổng hợp trên các xúc tác Co mang trên các chất mang khác nhau
Xúc tác
% C < C6
% C từ C6C10
% C > C10
10Co(N)0.2K/silicagel
8
43,5
48,5
10Co(N)0.2K/silicalit
20
43,5
36,5
10Co(N)0.2K/MCM-41
14
40,5
45,5
10Co(N)0.2K/-Al
2

O
3

3
38,8
58,2
Trong các mẫu thử nghim, mẫu c độ chuyn ha CO cao hơn
và ổn định hơn, cho phép hình thành nhiều sn phẩm hydrocacbon
mạch dài hơn là 10Co(N)0.2K/γ-Al
2
O
3
.
3.2. Ảnh hưởng của hàm lượng kim loại hoạt động tới đặc trưng
hóa lý và khả năng làm việc của xúc tác
Đã tiến hành nghiên cứu phn ứng FT trên xúc tác Co/-Al
2
O
3
,
tổng hợp từ ngun mui nitrat c hàm lượng Co thay đổi từ 520%kl.
Hàm lượng kim loại thực tế trong xúc tác (xác định bằng
phương pháp phổ hp thụ nguyên tử AAS) bằng 9496% so với
dự kiến đưa lên cht mang.
3.2.1. Ảnh hưởng của hàm lượng kim loại hoạt động tới đặc trưng
hóa lý của xúc tác
3.2.1.1. Ảnh hưởng của hàm lượng Co tới đặc trưng pha tinh thể của
xúc tác
Kết qu phân tích nhiễu xạ tia X hai mẫu xúc tác Co/-Al
2

O
3
chứa
10% và 20%kl Co cho thy với mẫu 10Co(N)/-Al
2
O
3
dạng oxit coban
tn tại phổ biến là Co
3
O
4
, tại các gc quét 2 = 31,2
o
; 36,9
o
; 44,9
o
; 59,2
o

và 65,2
o
. Trong khi đ, với mẫu 20Co(N)/-Al
2
O
3
(c hàm lượng Co lớn
hơn) dạng tn tại chủ yếu của Co quan sát thy là Co
2

O
3
tại gc quét 2
 28
o
, 39
o
, 51
o
, 56
o
, 67
o
và dạng CoAl
2
O
4
ở gc quét 2  37
o
, 45
o
, 65
o
.
3.2.1.2. Ảnh hưởng của hàm lượng Co tới độ phân tán của kim loại
trên chất mang
Kết qu đo độ phân tán Co (bng 3.6) cho thy độ phân tán Co tăng
khi hàm lượng Co tăng từ 5%kl đến 15%kl. Tuy nhiên, khi lượng Co tăng
đến 20%kl thì độ phân tán Co gim.

9

Bảng 3.6. Độ phân tán Co trong các mẫu xúc tác có
hàm lượng Co thay đổi
Mẫu xúc tác
Hàm lượng
Co, %kl
Độ phân tán
Co, %
Kích thước hạt
hoạt động, nm
5Co(N)/-Al
2
O
3

5
5,1
15,8
10Co(N)/-Al
2
O
3

10
7,3
8,5
15Co(N)/-Al
2

O
3

15
8,7
6,9
20Co(N)/-Al
2
O
3

20
4,2
16,2
3.2.1.3. Ảnh hưởng của hàm lượng Co tới diện tích bề mặt riêng và
cấu trúc mao quản của xúc tác
Kết qu bng 3.7 cho thy khi tăng hàm lượng kim loại Co
din tích bề mặt riêng các mẫu xúc tác gim, đường kính mao qun
tp trung cũng gim (từ 40 xung 25Å) và c xu hướng thêm
mao qun lớn thứ cp tạo ra bởi cầu liên kết giữa các cụm kim loại
hoạt động.
Bảng 3.7. Diện tích bề mặt riêng và đường kính mao quản của các mẫu
xúc tác Co/

-Al
2
O
3
chứa hàm lượng Co khác nhau
Mẫu xúc tác

Diện tích bề mặt
riêng BET, m
2
/g
Đường kính
mao quản
tập trung, Å

Đường kính
mao quản
trung bình, Å

-Al
2
O
3

312
40
82
5Co(N)/-Al
2
O
3

238
25 và 50
80
10Co(N)/-Al
2

O
3

235
35 và 50
82
15Co(N)/-Al
2
O
3

219
25 và 45
81
20Co(N)/-Al
2
O
3

180
25
78
3.2.2. Ảnh hưởng của hàm lượng kim loại hoạt động tới độ
chuyển hóa CO và độ chọn lọc sản phẩm lỏng
3.2.2.1. Ảnh hưởng của hàm lượng kim loại hoạt động tới độ
chuyển hóa CO
Kết qu xác định hoạt tính xúc tác cho thy khi tăng hàm lượng
Co từ 5% đến 10%kl thì độ chuyn ha CO tăng dần. Tăng tiếp lượng
Co từ 10% đến 15%kl thì độ chuyn ha CO ít thay đổi và
độ chuyn ha bắt đầu gim khi lượng Co tăng đến 20%kl.

10

Mức chuyn ha CO trung bình là 14% với mẫu 5%Co; 17% với mẫu
10%Co; 18% với mẫu 15%Co và 9% với mẫu 20%Co.

Hình 3.13. Hoạt tính xúc tác của các mẫu Co/

-Al
2
O
3
chứa
hàm lượng Co khác nhau
3.2.2.2. Ảnh hưởng của hàm lượng kim loại hoạt động tới độ chọn lọc
sản phẩm lỏng
Hàm lượng Co c nh hưởng lớn tới độ chọn lọc sn phẩm lỏng
quá trình chuyn ha khí tổng hợp. Với 5%Co, sn phẩm tp trung
chủ yếu ở phân đoạn C > 10 (64,5%kl), chỉ c 34%kl sn phẩm c s
C trong mạch từ C6÷C10. Khi tăng lượng Co lên 10%, sn phẩm chứa
s C > 10 gim xung 52,5%kl, trong khi phân đoạn C6÷C10 tăng lên
42,5%. Tiếp tục tăng lượng Co lên 15%kl, phân b sn phẩm gần như
không thay đổi so với mẫu chứa 10%Co. Tuy nhiên, khi lượng Co tăng
tiếp tới 20%kl, phần sn phẩm phân đoạn C6÷C10 tăng mạnh tới
57,4% và phân đoạn > C10 gim xung 41,2%kl.
3.3. Ảnh hưởng của kim loại phụ trợ tới đặc trưng hóa lý và
khả năng làm việc của xúc tác
Các mẫu xúc tác nghiên cứu được tổng hợp từ ngun mui
Co(NO
3
)

2
, chứa 10%kl Co, bổ xung các cht xúc tiến khác nhau
(K và Re), theo qui trình ngâm tẩm ở áp sut thường.
3.3.1. Ảnh hưởng của kim loại phụ trợ tới đặc trưng hóa lý của
xúc tác
3.3.1.1. Ảnh hưởng của kim loại phụ trợ tới diện tích bề mặt riêng và
cấu trúc mao quản của xúc tác
Kết qu phân tích đẳng nhit hp phụ và khử hp phụ vt lý nitơ cho
thy cu trúc đặc trưng của vt liu mao qun trung bình của xúc tác
11

10Co(N)/-Al
2
O
3
với vòng trễ của đường khử hp phụ vẫn được giữ
nguyên trong mẫu xúc tác c bổ sung trợ xúc tác K và Re.
Tuy nhiên, din tích bề mặt riêng của vt liu gim từ 235 m
2
/g
(không c kim loại phụ trợ) xung 227 m
2
/g với mẫu bổ sung K và
168 m
2
/g với mẫu bổ sung Re.
Bảng 3.9. Diện tích bề mặt riêng và đường kính mao quản của các mẫu
xúc tác Co/

-Al

2
O
3
chứa kim loại phụ trợ khác nhau
Mẫu
Diện tích bề mặt
riêng BET, m
2
/g
Đường kính mao
quản tập trung, Å

10Co(N)/-Al
2
O
3

235
35 và 50
10Co(N)0.2K/-Al
2
O
3

227
35 và 50
10Co(N)0.2Re/-Al
2
O
3

168
35
3.3.1.2. Ảnh hưởng của kim loại phụ trợ tới độ phân tán của kim loại
trên chất mang
Kết qu bng 3.10 cho thy sự c mặt của K và Re làm tăng độ phân
tán của kim loại hoạt động Co trên cht mang, tuy nhiên mức độ nh
hưởng là khác bit giữa 2 kim loại. Độ phân tán của mẫu c bổ sung K
chỉ tăng 14%, trong khi sự c mặt của Re giúp tăng tới 139% (2,4 lần) so
với mẫu không c kim loại phụ trợ. Tuy nhiên, khi hàm lượng K tăng tới
0,4%kl, độ phân tán Co thp hơn so với mẫu chỉ chứa 0,2%kl K.
Bảng 3.10. Độ phân tán Co trong các mẫu xúc tác chứa kim loại
phụ trợ khác nhau
Mẫu xúc tác
Độ phân tán
Co, %
Kích thước hạt
hoạt động, nm
10Co(N)/-Al
2
O
3

7,3
8,5
10Co(N)0.2K/-Al
2
O
3

8,3
7,2
10Co(N)0.4K/-Al
2
O
3

7,5
8,0
10Co(N)0.2Re/-Al
2
O
3

17,4
5,8
10Co(N)0.4Re/-Al
2
O
3

17
5,9
Khác với K, trợ xúc tác Re làm tăng kh năng khử của pha Co,
do vy làm tăng đáng k độ phân tán và gim rõ rt kích thước hạt hoạt
12

động của xúc tác. Vic tăng hàm lượng Re lên 0,4%kl không làm thay
đổi đáng k độ phân tán Co so với khi sử dụng 0,2%kl.
3.3.1.3. Ảnh hưởng của kim loại phụ trợ tới khả năng khử oxit coban

Quan sát hình 3.16a thy rằng, với mẫu không c kim loại phụ
trợ xut hin 3 pic khử tại các nhit độ 370
o
C, 525
o
C và 620
o
C.

(a) (b) (c)
Hình 3.16. Giản đồ TPR H
2
của xúc tác 10Co(N)/

-Al
2
O
3
(a);
10Co(N)0.2K/

-Al
2
O
3
(b) và 10Co(N)0.2Re/

-Al
2
O

3
(c)
Với mẫu bổ sung K, khi khử trong dòng H
2
cũng c 3 pic
xut hin nhưng tại 3 giá trị nhit độ khác là 395
o
C, 460
o
C và 523
o
C
(hình 3.16b). Như vy, khi thêm K vào đã làm tăng nhit độ khử của
oxit Co
3
O
4
từ 370
o
C lên 395
o
C, nhưng làm gim nhit độ khử CoO từ
525
o
C xung 460
o
C và nhit độ khử phức CoAl
2
O
4

từ 620
o
C xung
523
o
C.
Sự c mặt của Re (mẫu 10Co(N)0.2Re/-Al
2
O
3
) cũng làm thay
đổi nhit độ khử các dạng oxit và phức coban, th hin ở sự xut hin
4 pic tại các nhit độ 325
o
C, 391
o
C, 522
o
C và 570
o
C (hình 3.16c). Các
nhit độ này lần lượt tương ứng với các quá trình chuyn dạng oxit
Co
2
O
3
 Co
3
O
4

 CoO  Co và CoAl
2
O
4
về dạng kim loại hoạt động.
Như vy, sự c mặt của các nguyên t K, Re làm thay đổi nhit
độ khử của các trạng thái oxit coban, đặc bit chúng giúp cho quá trình
chuyn các phức oxit kim loại ở trạng thái liên kết với cht mang về
kim loại Co dễ dàng hơn nhiều.
3.3.2. Ảnh hưởng của kim loại phụ trợ tới độ chuyển hóa CO và
độ chọn lọc sản phẩm
3.3.2.1. Ảnh hưởng của kim loại phụ trợ tới độ chuyển hóa CO
13

Kết qu xác định độ chuyn ha CO theo thời gian phn ứng
cho thy khi không c K hoặc Re, độ chuyn ha CO chỉ đạt trung
bình 17% và ti đa là 19%. Khi c mặt K hoặc Re, độ chuyn ha CO
tăng lên rõ rt. Mức độ chuyn ha CO đạt 2124% với mẫu chứa K
và 3237% với mẫu chứa Re. Re với vai trò tăng cường kh năng khử
của xúc tác, làm tăng độ phân tán Co và c hiu ứng tràn hydro nên đã
hỗ trợ chuyn ha CO tt hơn so với K. Khi tăng hàm lượng kim loại
phụ trợ từ 0,2 đến 0,4%kl, Re vẫn tiếp tục th hin kh năng hỗ trợ tt
quá trình chuyn ha CO, trong khi vic bổ sung lượng lớn K lại làm
gim hoạt tính xúc tác.

Hình 3.17. Độ chuyển hóa CO theo thời gian phản ứng trên các mẫu
xúc tác bổ sung các kim loại phụ trợ khác nhau
3.3.2.2. Ảnh hưởng của kim loại phụ trợ tới độ chọn lọc sản phẩm lỏng
Kết qu đánh giá phân b sn phẩm của quá trình FT cho thy,
các mẫu bổ sung K và đặc bit là Re làm gim đáng k phần

phân đoạn nhẹ (< C6) và C6C10, đng thời tăng phân đoạn
hydrocacbon mạch dài > C10. Phân đoạn C > 10 tăng từ 52,5% (không
kim loại phụ trợ) lên 58,2% khi bổ sung K và tới 63% khi bổ sung Re.

Hình 3.18. Ảnh hưởng của trợ xúc tác đến độ chọn lọc sản phẩm lỏng của quá trình
FT trên xúc tác 10Co(N)/

-Al
2
O
3
; 10Co(N)0.2K/

-Al
2
O
3
và 10Co(N)0.2Re/

-Al
2
O
3

14

3.4. Ảnh hưởng của nguồn muối kim loại hoạt động đến
đặc trưng hóa lý và khả năng làm việc của xúc tác
Hai ngun mui coban được sử dụng cho nghiên cứu này là nitrat
và axetat.

3.4.1. Ảnh hưởng của nguồn muối kim loại tới đặc trưng hóa lý
của xúc tác
3.4.1.1. Ảnh hưởng của nguồn muối kim loại tới diện tích bề mặt riêng
và cấu trúc mao quản của xúc tác
Sau quá trình ngâm tẩm mui kim loại, din tích bề mặt riêng của
cht mang gim đi 28÷44% tùy thuộc ngun mui sử dụng (bng 3.13).
Đường kính mao qun tp trung của xúc tác đi từ mui nitrat gim không
nhiều (từ 40 xung 35Å), trong khi phân b mao qun ở mẫu đi từ ngun
axetat gim đáng k, tp trung ở 25Å. Tuy nhiên ngun mui không nh
hưởng nhiều tới cu trúc đặc trưng vt liu mao qun trung bình của
xúc tác.
Bảng 3.13. Diện tích bề mặt riêng và đường kính mao quản của các mẫu
xúc tác Co-K/

-Al
2
O
3
đi từ nguồn muối Co khác nhau
Mẫu xúc tác
Diện tích
bề mặt
riêng
BET, m
2
/g
Đường kính
mao quản
tập trung,
Å

Đường kính
mao quản
trung bình,
Å

-Al
2
O
3

312
40
82
10Co(N)0.2K/-Al
2
O
3

227
35
82
10Co(A)0.2K/-Al
2
O
3

174
25
74

3.4.1.2. Ảnh hưởng của nguồn muối kim loại tới độ phân tán của
kim loại trên chất mang
Kết qu bng 3.14 cho thy, với cùng hàm lượng kim loại Co
(10%kl), độ phân tán Co trong mẫu xúc tác đi từ ngun mui axetat
cao hơn so với mẫu xúc tác đi từ ngun mui nitrat.
Bảng 3.14. Độ phân tán Co trong các mẫu xúc tác đi từ nguồn muối
Co khác nhau
Mẫu xúc tác
Nguồn
muối
Độ phân
tán Co, %
Kích thước hạt
hoạt động, nm
10Co(N)0.2K/-Al
2
O
3

Nitrat
8,3
7,2
10Co(A)0.2K/-Al
2
O
3

Axetat
11,8
6,9

15

3.4.2. Ảnh hưởng của nguồn muối tới độ chuyển hóa CO và
độ chọn lọc sản phẩm lỏng
3.4.2.1. Ảnh hưởng của nguồn muối kim loại đến độ chuyển hóa CO
Kết qu thử nghim hoạt tính các mẫu xúc tác cho thy mẫu
xúc tác tổng hợp từ ngun mui nitrat cho độ chuyn ha CO
trung bình thp hơn (22%) và kém ổn định hơn so với mẫu xúc tác
tổng hợp từ ngun mui axetat (26%).

Hình 3.20. Độ chuyển hóa CO trên các mẫu xúc tác tổng hợp từ
nguồn muối nitrat và axetat
3.4.2.2. Ảnh hưởng của nguồn muối kim loại đến chọn lọc
sản phẩm lỏng
Sn phẩm lỏng thu được khi sử dụng xúc tác
10Co(N)0.2K/-Al
2
O
3
c mạch cacbon tp trung chủ yếu trong khong
C8÷C13 (chiếm 71,2%kl), phân đoạn C6÷C10 chiếm 38,8%kl, và
phân đoạn c mạch C > 10 chiếm 58,2%kl. Tuy nhiên, qua phân tích
GC-MS, bên cạnh sn phẩm hydrocacbon mạch dài chiếm hàm lượng
nhỏ, tn tại lượng lớn các hợp cht olefin hoặc chứa oxy, nhiều nht
là rượu đơn chức.
Với xúc tác đi từ ngun mui axetat, thành phần sn phẩm của
quá trình chuyn ha khí tổng hợp chứa s C chủ yếu từ C7÷C13
(chiếm 37,5%kl) và C20÷C23 (chiếm 46%kl). Phân b mạch C trong
sn phẩm: < C6 (1,5%kl), C6÷10 (27%kl) và > C10 (71,5%kl).
Phân tích GC-MS chỉ ra dạng tn tại chủ yếu trong sn phẩm này là

hydrocacbon chứ không phi các hợp cht chứa oxy như quan sát thy
ở trường hợp mẫu đi từ ngun nitrat.

16


(a) (b)
Hình 3.21. Phân bố sản phẩm lỏng của quá trình dùng xúc tác
10Co(N)0.2K/

-Al
2
O
3
(a) và 10Co(A)0.2K/

-Al
2
O
3
(b)
3.5. Ảnh hưởng của điều kiện hoạt hoá đến khả năng làm việc của
xúc tác
Ảnh hưởng của điều kin hoạt ha đến kh năng làm vic của
xúc tác 10Co(A)0.2K/-Al
2
O
3
được thử nghim trên 3 thông s:
nhit độ, lưu lượng khí hydro và thời gian khử xúc tác.

3.5.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ hoạt hoá đến khả năng làm việc của
xúc tác
Quá trình khử xúc tác trong dòng H
2
được tiến hành ở 3 điều kin
nhit độ 350
o
C, 370
o
C và 400
o
C trong 12 giờ với lưu lượng dòng H
2

là 260 ml/ph.
Kết qu cho thy nhit độ hoạt ha 370
o
C cho độ chuyn ha CO
cao hơn và ổn định ở mức 30%. Tại hai nhit độ khử còn lại độ chuyn
ha CO chỉ duy trì được ở mức 20÷25% sau 16 giờ phn ứng.
Quá trình FT thực hin trên xúc tác được hoạt ha ở nhit độ
370
o
C cho sn phẩm hydrocacbon mạch dài nhiều hơn và đng đều
hơn so với 2 điều kin hoạt ha còn lại.
3.5.2. Ảnh hưởng của lưu lượng H
2
trong quá trình hoạt hoá đến
khả năng làm việc của xúc tác
Quá trình khử hoạt ha xúc tác được tiến hành ở 3 mức lưu lượng

H
2
là 160 ml/ph, 210 ml/ph và 260 ml/ph, trong khi các thông s nhit
độ và thời gian hoạt ha được c định ở 370
o
C và 12 giờ.
Kết qu cho thy, trong khong 3 giờ đầu tiên của phn ứng
không c sự khác bit nhiều về độ chuyn ha CO khi thay đổi
lưu lượng dòng H
2
hoạt ha xúc tác. Tuy nhiên, ở giờ thứ 4 trở đi,
độ chuyn ha CO c xu hướng tăng dần khi sử dụng xúc tác được
17

khử trong dòng H
2
với lưu lượng cao hơn. Đặc bit ở lưu lượng H
2
là
260 ml/ph, xúc tác được hoạt ha tt nht, th hin ở độ chuyn ha
CO trung bình đạt 32,7% và ti đa là 38%, cao hơn nhiều so với hai
lưu lượng khử còn lại.
Cũng với lưu lượng khử này, độ chọn lọc sn phẩm hydrocacbon
mạch dài đạt được lớn nht.
3.5.3. Ảnh hưởng của thời gian hoạt hoá đến khả năng làm việc
của xúc tác
Ảnh hưởng của thời gian hoạt ha xúc tác được nghiên cứu ở 3
giá trị khác nhau là 10 giờ, 12 giờ và 14 giờ, nhit độ khử 370
o
C và

lưu lượng dòng khí H
2
260 ml/ph.
Kết qu cho thy khi tăng thời gian hoạt ha xúc tác từ 10 giờ lên
12 giờ, độ chuyn ha CO tăng. Tuy nhiên, tiếp tục tăng thời gian
hoạt ha lên 14 giờ, độ chuyn ha CO không khác bit nhiều so với
khi sử dụng xúc tác hoạt ha 12 giờ.
Sn phẩm quá trình FT trên mẫu xúc tác được khử ở 12 giờ chứa
chủ yếu là các hydrocacbon mạch dài và đng đều hơn so với khi
sử dụng các xúc tác khử ở 2 điều kin còn lại.
3.6. Ảnh hưởng của điều kiện tiến hành phản ứng đến hiệu quả
quá trình FT
Đ xác định nh hưởng của điều kin phn ứng đến quá trình
chuyn ha khí tổng hợp, 3 thông s: nhit độ, áp sut, tc độ th tích
nguyên liu khí tổng hợp đã được nghiên cứu trên xúc tác
10%Co/-Al
2
O
3
bổ sung 0,2%K đi từ ngun mui axetat.
3.6.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến hiệu quả
quá trình FT
Quá trình FT được tiến hành ở các điều kin: áp sut 10 bar,
tc độ không gian th tích khí tổng hợp 500 h
-1
và thay đổi nhit độ
phn ứng từ 210C, 230C đến 250C.
Kết qu cho thy, khi tăng nhit độ phn ứng từ 210
o
C lên 230C,

độ chuyn ha CO tăng. Tuy nhiên, khi tiếp tục tăng nhit độ lên
250C, độ chuyn ha CO lại gim.
Về chọn lọc sn phẩm lỏng, phn ứng FT thực hin ở 210C và
230C cho phép thu được nhiều sn phẩm cacbon mạch dài hơn so với
khi tiến hành phn ứng ở 250C. Chênh lch lượng sn phẩm cacbon
mạch dài giữa 2 điều kin phn ứng 210C và 230C không đáng k.
18

Tuy nhiên, độ chuyn ha CO ở 210C lại thp hơn so với khi tiến
hành ở 230C.
3.6.2. Ảnh hưởng của áp suất phản ứng đến hiệu quả
quá trình FT
Phn ứng FT được tiến hành ở 230C, tc độ không gian th tích
nguyên liu 500h
-1
dưới 3 điều kin áp sut 8 bar, 10 bar và 12 bar.
Kết qu cho thy, khi tăng áp sut từ 8 bar lên 12 bar độ chuyn
hóa CO tăng. Tuy nhiên, giữa hai mức áp sut 10 bar và 12 bar, sự
chênh lch về hiu qu chuyn ha CO không đáng k.
Về chọn lọc sn phẩm lỏng, phân đoạn hydrocacbon C10÷C22
được tạo ra ít nht khi quá trình phn ứng ở 8 bar và nhiều nht ở áp
sut 12 bar (đặc bit phần C15÷C22). Về tổng th, chênh lch phân b
sn phẩm phân đoạn C10÷C22 giữa điều kin 10 bar và 12 bar không
đáng k (0,6%) .
3.6.3. Ảnh hưởng của tốc độ thể tích khí tổng hợp đến hiệu quả
quá trình FT
Phn ứng FT được tiến hành ở nhit độ 230C, áp sut 10 bar và
tc độ không gian th tích khí tổng hợp thay đổi từ 400÷600 h
-1
.

Kết qu cho thy khi tc độ th tích khí nguyên liu tăng thì độ
chuyn ha CO gim. Bên cạnh đ, độ chuyn ha CO khi thực hin ở
400h
-1
và 600h
-1
kém ổn định hơn so với khi sử dụng tc độ 500h
-1
.
V chọn lọc sn phẩm lỏng, phn ứng ở tc độ th tích là 500 h
-1

cho phép tạo ra hydrocacbon mạch dài nhiều hơn và đng đều hơn so
với 2 điều kin tc độ khí nguyên liu còn lại (lớn hơn 22% so với
điều kin phn ứng 600 h
-1
và 4,5% so với phn ứng ở 400 h
-1
).
3.7. Nghiên cứu biến tính -Al
2
O
3
bằng SiO
2
làm chất mang
xúc tác cho quá trình chuyển hóa khí tổng hợp
Quá trình tẩm SiO
2
lên bề mặt -Al

2
O
3
được tiến hành bằng cách
tẩm TEOS [Si(OC
2
H
5
)
4
] (tính toán đ đạt hàm lượng 10% SiO
2
) ở áp
sut thường. Trong quá trình tẩm, TEOS bị thủy phân, ngưng tụ tạo
lớp phủ Si-O-Si trên bề mặt xúc tác.
3.7.1. Ảnh hưởng của việc biến tính chất mang tới các đặc trưng
hóa lý và khả năng làm việc của xúc tác
3.7.1.1. Ảnh hưởng của việc biến tính chất mang tới đặc trưng pha
tinh thể của xúc tác
19

Kết qu phân tích nhiễu xạ tia X hai mẫu xúc tác
10Co(A)/γ-Al
2
O
3
và 10Co(A)/γ-Al
2
O
3

-SiO
2
(hình 3.38) cho thy dạng
tn tại phổ biến của Co trong c hai mẫu xúc tác là Co
3
O
4
.

Hình 3.38. Giản đồ XRD của mẫu 10Co(A)/
γ-Al
2
O
3
(a) và
10Co(A)/γ-Al
2
O
3
-SiO
2
(b)

Hình 3.39. Giản đồ XRD của mẫu 20(A)Co/
γ-Al
2
O
3
(a) và
20Co(A)/γ-Al

2
O
3
-SiO
2
(b)

Gin đ XRD của các mẫu xúc tác c chứa 20%kl Co cho thy,
với mẫu xúc tác mang trên cht mang chưa biến tính (hình 3.39a)
xut hin pha liên kết giữa Co với cht mang CoAl
2
O
4
. Khi biến tính
-Al
2
O
3
bằng SiO
2
(hình 3.39b) không còn xut hin pha CoAl
2
O
4
mà
chỉ có các pha tinh th của oxit Co. Như vy khi phủ SiO
2
lên cht
mang đã làm gim sự tương tác giữa kim loại hoat động với cht mang.
(a)

(b)
(b)
(a)
20

3.7.1.2. Ảnh hưởng của việc biến tính chất mang tới diện tích bề mặt
riêng và cấu trúc mao quản của xúc tác
Kết qu bng 3.16 cho thy sự biến tính γ-Al
2
O
3
bằng SiO
2
làm
gim din tích bề mặt riêng và làm thay đổi sự phân b mao qun của
xúc tác. Sự biến mt của các mao qun nhỏ (32Å) trong mẫu biến tính
c th bắt ngun từ sự điền đầy và bao phủ của SiO
2
che lp các mao
qun của γ-Al
2
O
3
. Ngoài ra, sự xut hin các mao qun lớn hơn (120Å
và 230Å) trong mẫu 10Co(A)/γ-Al
2
O
3
-SiO
2

là do hình thành các mao
qun thứ cp giữa các hạt xúc tác trong quá trình bao phủ SiO
2
.
Bảng 3.16. Diện tích bề mặt riêng và cấu trúc mao quản của các
mẫu xúc tác
Mẫu
Diện tích
bề mặt
riêng BET,
m
2
/g
Thể tích
mao quản,
cm
3
/g
Đường kính
mao quản
trung bình, Å

Đường kính
mao quản tập
trung, Å
10Co(A)/γ-Al
2
O
3

201
0,44
80
32
10Co(A)/γ-Al
2
O
3
-SiO
2

185
0,42
91
52, 120 và 230

3.7.1.3. Ảnh hưởng của việc biến tính chất mang tới hình thái bề mặt
của xúc tác
Kết qu phân tích hình thái cu trúc vt liu bằng phương pháp
hin vi đin tử quét SEM cho thy mẫu xúc tác 10Co(A)/γ-Al
2
O
3
-SiO
2
trên nền cht mang γ-Al
2
O
3
biến tính bằng SiO

2
c bề mặt đng đều
hơn và xp hơn so với mẫu xúc tác 10Co(A)/γ-Al
2
O
3
.
Phổ EDX của mẫu 10Co(A)0.2K/g-Al
2
O
3
-SiO
2
(hình 3.44) cho
thy hàm lượng Si và Al tại các đim phân tích khác nhau là khá đng
đều, 12 ÷ 12,7% (với Si) và 28,2 ÷ 29,5% (với Al). Kỹ thut phân tích
EDX cho phép phân tích thành phần trên bề mặt của vt liu ở chiều
dày 5m, vì vy mặc dù bề mặt được phủ SiO
2
nhưng trong thành phần
mẫu vẫn xut hin Al. Như vy quá trình phủ SiO
2
lên bề mặt cht
mang -Al
2
O
3
đã c th coi là thành công, bề mặt tương đi đng đều,
không tạo thành 2 pha cht mang riêng r. Tuy nhiên Co phân tán chưa
đều, phân b với hàm lượng từ 7-12% tại các đim khác nhau trên bề

mặt xúc tác.
21


Hình 3.41 Ảnh SEM của mẫu
xúc tác 10Co(A)/γ-Al
2
O
3


Hình 3.42. Ảnh SEM của mẫu
xúc tác 10Co(A)/γ-Al
2
O
3
-SiO
2


Hình 3.43. Ảnh SEM của mẫu xúc tác 10Co(A)0.2K/γ-Al
2
O
3
-SiO
2

Hình 3.44. Phổ EDX của mẫu xúc tác 10Co(A)0.2K/γ-Al
2
O

3
-SiO
2
3.7.1.4. Ảnh hưởng của việc biến tính chất mang tới nhiệt độ khử oxit
coban
Quan sát hình 3.46 c th thy, quá trình biến tính cht mang đã
làm gim nhit độ khử các oxit coban trong xúc tác. Liên kết mạnh
giữa cht mang -Al
2
O
3
và Co (CoAl
2
O
4
) đã gim đi khi bao phủ
-Al
2
O
3
bằng SiO
2
, làm dễ dàng hóa quá trình khử của oxit coban,
th hin ở các pic khử xut hin ở nhit độ thp hơn.
22


(a) (b)
Hình 3.46. Giản đồ TPR H
2

của mẫu xúc tác 10Co(A)/γ-Al
2
O
3
(a)
và 10Co(A)/γ-Al
2
O
3
-SiO
2
(b)
3.7.2. Ảnh hưởng của việc biến tính chất mang tới độ chuyển hóa
CO và độ chọn lọc sản phẩm lỏng
3.7.2.1. Ảnh hưởng của sự biến tính chất mang đến độ chuyển hóa CO
Độ chuyn ha CO trên xúc tác 10Co(A)/γ-Al
2
O
3
-SiO
2
đạt 33%
lớn hơn nhiều so với quá trình tiến hành trên mẫu xúc tác
10Co(A)/γ-Al
2
O
3
(21%). Như vy, vic phủ SiO
2
lên cht mang

γ-Al
2
O
3
làm tăng đáng k hoạt tính của xúc tác.

Hình 3.47. Độ chuyển hóa CO trên xúc tác 10Co(A)/γ-Al
2
O
3
và
10Co(A)/γ-Al
2
O
3
-SiO
2
3.7.2.2. Ảnh hưởng của việc biến tính chất mang tới độ chọn lọc
sản phẩm
Mẫu xúc tác 10Co(A)/γ-Al
2
O
3
-SiO
2
cho phép tạo ra nhiều
sn phẩm c mạch cacbon trong phân đoạn > C10 hơn so với mẫu
không biến tính 10Co(A)/γ-Al
2
O

3
.
23


Hình 3.48. Phân bố sản phẩm của quá trình FT trên xúc tác
10Co(A)/γ-Al
2
O
3
và 10Co(A)/γ-Al
2
O
3
-SiO
2
3.7.2.3. Ảnh hưởng của trợ xúc tác tới độ chuyển hóa và độ chọn lọc
sản phẩm lỏng trên xúc tác biến tính bằng SiO
2

Hoạt tính xúc tác của mẫu 10Co(A)/γ-Al
2
O
3
-SiO
2
được ci thin
đáng k. Bổ sung K độ chuyn ha đạt 40%, trong khi mẫu bổ sung
Re cho phép nâng độ chuyn ha CO lên đến 58% so với 33% khi
không c kim loại hỗ trợ.

Hình 3.49. Độ chuyển hóa CO trên
xúc tác 10Co(A)/γ-Al
2
O
3
-SiO
2
;
10Co(A)0.2K/γ-Al
2
O
3
-SiO
2
;
10Co(A)0.2Re/γ-Al
2
O
3
-SiO
2


Hình 3.50. Phân bố sản phẩm của
quá trình FT trên xúc tác
10Co(A)/γ-Al
2
O
3

-SiO
2
;
10Co(A)0.2K/γ-Al
2
O
3
-SiO
2
và
10Co(A)0.2Re/γ-Al
2
O
3
-SiO
2
Vic bổ sung kim loại phụ trợ c nh hưởng đáng k đến phân b
mạch C trong thành phần sn phẩm phn ứng: bổ sung K làm tăng
sn phẩm c s C > 10 từ 58% lên 70% và phân đoạn này tăng đến
79,5% khi sử dụng kim loại phụ trợ Re.