Chế tạo vật liệu nền CeO2 bằng tổng hợp đốt cháy có hỗ trợ vi sóng để xử lý khí thải từ quá trình nhiệt phân chất thải nhựa
DOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.IMBE.2025.22-28Từ khóa:
Nhiệt phân nhựa; Xử lý khí thải; Xúc tác trên cơ sở CeO₂.Tóm tắt
Nghiên cứu này trình bày quá trình tổng hợp và đánh giá hiệu suất của các xúc tác trên cơ sở CeO₂ nhằm xử lý khí thải sinh ra từ quá trình nhiệt phân rác thải nhựa. Các vật liệu xúc tác đã được chế tạo thành công bằng phương pháp tổng hợp đốt cháy hỗ trợ vi sóng, cho phép tạo ra bột mịn trong thời gian ngắn với độ đồng đều cao. Phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) xác nhận sự hình thành của pha tinh thể CeO₂, trong khi ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) cho thấy vật liệu có cấu trúc xốp, phù hợp cho ứng dụng xúc tác nhờ diện tích bề mặt lớn và nhiều vị trí hoạt hóa dễ tiếp cận. Hoạt tính xúc tác được đánh giá thông qua việc theo dõi thành phần khí thải nhiệt phân trước và sau xử lý, tuân theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải QCVN 30:2012/BTNMT. Kết quả cho thấy các xúc tác trên cơ sở CeO₂ có hiệu quả xử lý cao đối với các khí độc hại như carbon monoxide (CO), các oxit nitơ (NOₓ), hydro clorua (HCl), các oxit lưu huỳnh (SOₓ) và các hydrocacbon nhẹ, đặc biệt khi vận hành ở nhiệt độ cao. Việc bổ sung một lượng nhỏ kim loại quý đã cải thiện đáng kể hoạt tính ở nhiệt độ thấp, giúp xử lý hiệu quả các chất ô nhiễm hiệu quả hơn. Các phép đo sau xử lý cho thấy nồng độ tất cả các chất khí nằm trong phạm vi cho phép theo quy định.
Tài liệu tham khảo
[1]. Tariq Maqsood et al., “Pyrolysis of plastic species: A review of resources and products” J. of Analytical and Applied Pyrolysis, Vol. 159, pp. 105295, (2021).
[2]. Vineet Kumar Soni et al., “Thermochemical Recycling of Waste Plastics by Pyrolysis: A Review” Energy Fuels, Vol. 35, pp. 12763-12808, (2021).
[3]. Hamad Hussain Shah et al., “A review on gasification and pyrolysis of waste plastics” Frontiers in Chemistry, 10:960894 (2023).
[4]. Mohaoyang Chen et al., “The Catalytic Mechanisms and Design Strategies of Noble Metal Catalysts for Selective Reduction of NOx with CO” The European Society Journal for Catalysis, Vol. 16, e202400323 (2024).
[5]. Ying Du et al., “Recent advance of CuO-CeO2 catalysts for catalytic elimination of CO and NO” Journal of Environmental Chemical Engineering, Vol. 9, pp. 106372 (2021).
[6]. Shuyi Liu et al., “Catalytic CO oxidation on CeO2-based materials: Modification strategies, structure-performance relationships, challenges and prospects” Separation and Purification Technology, Vol. 359, pp. 130556 (2025).
[7]. Lei Nie et al., “Activation of surface lattice oxygen in single-atom Pt/CeO2 for low-temperature CO oxidation” Science, Vol. 358, pp. 1419-1423 (2017).
