1. Họ và tên nghiên cứu sinh: Ngô Minh Đức
2.Giới tính: Nam
3. Ngày sinh: 19/02/1983
4. Nơi sinh: Thừa Thiên Huế
5. Quyết định công nhận nghiên cứu sinh: 3485/QĐ-KHTN-CTSV ngày 14/9/2012 của Hiệu trưởng Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQGHN
6. Các thay đổi trong quá trình đào tạo: Không
7. Tên đề tài luận án:“Nghiên cứu chế tạo hệ xúc tác spinel Zn-Al và hydrotanxit Mg-Al trên nền γ - Al2O3để tổng hợp biodiesel”
8. Chuyên ngành: Hóa dầu
9. Mã số:62440115
10. Cán bộ hướng dẫn khoa học: Hướng dẫn chính: PGS.TS. Trần Thị Như Mai
Hướng dẫn phụ: TS. Nguyễn Bá Trung
11. Tóm tắt các kết quả mới của luận án:
Đã chế tạo được hệ xúc tác spinel Zn-Al tích hợp trên nền γ-Al2O3 và biến tính bởi La2O3 kí hiệu SpAl-Zn-(La)/γ–Al2O3. Hệ xúc tác SpAl-Zn-(La)/γ–Al2O3 có đường kính lỗ xốp khá tập trung vùng 4,5-5,5nm hẹp hơn so với γ–Al2O3 là 14-16nm. spinel ZnAl2O4 và La2O3 được phân tán đồng đều trong lỗ xốp và trên bề mặt của γ–Al2O3. Phản ứng este hóa chéo dầu ăn thải có chỉ số axit tự do là 7,6 và dầu jatropha có chỉ số axit tự do là 3,33 trên hệ xúc tác SpAl-Zn-(La)/γ–Al2O3 ở nhiệt độ 65oC hiệu suất phản ứng đạt 99,2%. Hệ xúc tác đã nghiên cứu tái sử dụng 10 lần, hiệu suất phản ứng ổn định 98,2-99,2%. TPD-NH3 và TPD-CO2 xác nhận SpAl-Zn-(La)/γ–Al2O3 là hệ xúc tác lưỡng chức, đã giải thích cơ chế, trên xúc hệ xúc tác lưỡng chức này xảy ra phản ứng este hóa chéo triglixerit và este hóa axit béo tự do
Đã chế tạo hệ xúc tác hydrotanxit Mg-Al tích hợp trên bề mặt và trong lỗ xốp của γ-Al2O3 thu được hệ vật liệu kí hiệu HtMg-Al/γ-Al2O3. HtMg-Al/γ-Al2O3 có đường kính lỗ xốp tương đối tập trung trong vùng 5-6nm, chứa tâm có lực bazơ mạnh. Phân tích nhiệt TG/DTA cho thấy hệ xúc tác HtMg-Al/γ-Al2O3 phân hủy tạo CO2 ở nhiệt độ 470oC trong khi nhiệt độ phân hủy của hydrotanxit Mg-Al riêng biệt là 364oC. Điều này chứng tỏ HtMg-Al/γ-Al2O3 bền cấu trúc, bền nhiệt hơn so với hydrotanxit Mg-Al riêng biệt
Phản ứng este hóa chéo dầu ăn thải trên hệ xúc tác HtMg-Al/γ-Al2O3 ở nhiệt độ 120 oC, hiệu suất phản ứng đạt 98,8%. Hệ xúc tác đã nghiên cứu tái sử dụng 10 lần mà hiệu suất chưa thay đổi. HtMg-Al/γ-Al2O3 có khả năng xúc tác cho phản ứng este hóa chéo triglixerit đồng thời có khả năng xúc tác cho phản ứng decacboxyl axit béo tự do
12. Khả năng ứng dụng thực tiễn:
Tích hợp pha hoạt tính spinel (Al-Zn) hoặc hydrotanxit (Mg-Al) trên nền γ-Al2O3 đã chế tạo được hai hệ xúc tác có thể tăng tốc độ phản ứng este hóa chéo nguyên liệu xấu như dầu ăn thải. Phản ứng xảy ra ở điều kiện êm dịu, hiệu xuất cao, không ăn mòn thiết bị, dễ tách, dễ tinh chế sản phẩm, tái sử dụng xúc tác, thân thiện môi trường.
Nghiên cứu này cũng hướng tới sử dụng nguồn nguyên liệu hóa chất Việt Nam, hai hệ xúc tác này được chế tạo từ các nguồn hóa chất trong nước do đó chi phí sản xuất xúc tác không cao, mang lại hiệu quả kinh tế, xã hội
Xúc tác sản xuất biodiesel, đi vào lĩnh vực nhiên liệu sinh học là phù hợp với quyết định số 177/2007/QĐ-TTg của thủ tướng chính phủ về việc phát triển nhiên liệu sinh học. Kết quả nghiên cứu là cơ sở để lựa chọn công nghệ sản xuất biodiesel trong nước phù hợp với nguồn nguyên liệu và điều kiện của Việt Nam
13. Các hướng nghiên cứu tiếp theo:
14. Các công trình công bố liên quan đến luận án:
[1]. Trần Thị Như Mai, Ngô Minh Đức, Giang Thị Phương Ly, Nguyễn Bá Trung (2103), “Nghiên cứu chế tạo hệ xúc tác lưỡng chức Axit – Bazơ K,Mg,Zn,La/γ-Al2O3-SO42- mao quản trung bình làm xúc tác cho phản ứng Este hóa chéo Triglixerit bằng Ancol”, Tạp chí Hóa học. 51(6), tr.744 – 750
[2]. Trần Thị Như Mai, Ngô Minh Đức, Lưu Văn Bắc, Nguyễn Bá Trung (2104), “Nghiên cứu chế tạo hệ xúc tác axit rắn La,Zn/Al2O3 để điều chế biodiesel từ mỡ bò đã qua sử dụng có chỉ số axit tự do cao”, Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học, 3, tr.8-15
[3]. Ngô Minh Đức, Trần Thị Như Mai, Giang Thị Phương Ly, Nguyễn Bá Trung (2015), “Tổng hợp, đặc trưng và đánh giá khả năng xúc tác của Mg-Al hydrotancite cho phản ứng este hóa chéo dầu jatropha bằng methanol”, Tạp chí Hóa học, 52, tr.93-98
[4]. Minh Đuc Ngo, Thi Như Mai Tran, Ba Trung Nguyen (2015), “ Synthesis of Mg-Al Hydrotalcite/γ-Al2O3 Catalyzing for Methyl ester Transesterification of Wasted Cooking Oil to Produce Biodiesel”, European Applied Sciences, B 8. Pp.70-74
[5]. Ngô Minh Đức, Trần Thị Như Mai, Giang Thị Phương Ly, Nguyễn Bá Trung (2015), “Khảo sát hàm lượng hydrotanxit Mg-Al được tích hợp trên nền γ-Al2O3 để chế tạo hệ xúc tác cho phản ứng este hóa chéo dầu ăn thải bằng metanol”, Tạp chí Xúc tác hấp phụ, 4B, tr.65-70.
>>>>> Xem thông tin tiếng Anh.
