NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NANO ZEOLITE NaX TRỰC TIẾP TỪ METACAOLANH VÀ TRO TRẤU ĐỂ XỬ LÝ NHIÊN LIỆU KÉM CHẤT LƯỢNG
Kỹ thuật hóa học
Luận án tập trung vào nghiên cứu tổng hợp nano zeolite NaX trực tiếp từ các nguyên liệu thô tự nhiên là metacaolanh và tro trấu, không sử dụng hóa chất tinh khiết hay chất tạo cấu trúc. Đây là một hướng tiếp cận nhằm phát triển phương pháp tổng hợp zeolite bền vững và tiết kiệm chi phí. Nghiên cứu đã hệ thống hóa các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp thủy nhiệt nano zeolite NaX, bao gồm hàm lượng kiềm, hàm lượng silic, hàm lượng nước, hàm lượng muối, thời gian làm già và nhiệt độ kết tinh, từ đó xác định được các điều kiện tối ưu để tổng hợp vật liệu.
Một trong những mục tiêu chính là ứng dụng vật liệu nano zeolite NaX tổng hợp được làm chất hấp phụ để xử lý nhiên liệu diesel L62 và nhiên liệu phản lực TC-1 kém chất lượng. Các loại nhiên liệu này thường bị xuống cấp do tích tụ các hợp chất cao phân tử như nhựa và asphaltene trong quá trình hoạt động hoặc bảo quản. Luận án đã chứng minh khả năng loại bỏ hiệu quả các tạp chất này, giúp nhiên liệu sau xử lý đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật thương mại (TCVN 5689, GOST 305, GOST 10227) và có thể tái sử dụng, góp phần tiết kiệm tài nguyên và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
Kết quả nổi bật của luận án là việc tổng hợp thành công nano zeolite NaX với kích thước hạt 45 nm, độ tinh thể 95%, bề mặt riêng BET 492 m²/g, và dung lượng trao đổi cation 320 meq Ba2+/100g, thể hiện khả năng hấp phụ nước và toluene tốt. Điều kiện tổng hợp tối ưu được xác định là tỷ lệ mol gel 4Na2O.4SiO2.Al2O3.160H2O.NaCl, thời gian làm già 72 giờ ở nhiệt độ phòng có khuấy trộn và thời gian kết tinh 24 giờ ở 95 °C không khuấy trộn. Luận án cũng đã xây dựng quy trình công nghệ xử lý nhiên liệu kém chất lượng ở quy mô phòng thí nghiệm, mang lại ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao trong lĩnh vực kỹ thuật hóa học.