Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs) là một trong những thành phần làm ô nhiễm không khí. VOCs phát ra từ nhiều nguồn khác nhau như từ các ngành sản xuất hóa chất, giấy, sơn, dệt may, chế biến thực phẩm; quá trình đốt nhiên liệu như xăng dầu, gỗ, than đá, hoặc khí thiên nhiên; các mỏ dầu, khí, vật tư văn phòng,… Các hợp chất này có tác động gián tiếp, đóng vai trò như tiền chất tạo ozone, sương mù, gây hiện tượng biến đổi khí hậu và ô nhiễm môi trường. Trong đó, đáng quan tâm là các hợp chất BTEX (Benzene, Toluene, Ethyl benzene, Xylene), có thể gây ung thư và bệnh bạch cầu khi tiếp xúc lâu dài.

Oxy hóa sâu các VOCs thành hợp chất không ô nhiễm và hơi nước được xem là một phương pháp hữu hiệu để xử lý ô nhiễm VOCs. Vấn đề quan trọng là phải phân hủy chúng ở nhiệt độ ôn hòa (năng lượng tiêu tốn thấp). Để đạt được điều này, cần sử dụng phương pháp oxy hóa sâu bằng các xúc tác. Đặc biệt, là việc nghiên cứu chế tạo ra các chất xúc tác trên cơ sở các oxide kim loại rẻ tiền, có khả năng thay thế xúc tác kim loại quý (như Platin), được xem là hệ xúc tác có hoạt tính cao nhưng khan hiếm, giá thành cao nên việc ứng dụng nó hiện còn hạn chế.

Trước thực tế đó, nhóm tác giả đã thực hiện đề tài nghiên cứu “Chế tạo hệ xúc tác oxy hóa sâu trên cơ sở Co3O4/CeO2 có hình thái khác nhau để xử lý Benzene, Toluene, Ethyl Benzene và Xylene (BTEX) trong pha khí”.

Các hóa chất để điều chế xúc tác gồm có Cobalt Nitrate Henxahydrate, acetate tetrahydrate, Crium Nitrate Henxahydrate,….để điều chế chất mang CeO2 (bằng phương pháp thủy nhiệt) và các chất xúc tác Co3O4/CeO2, bằng phương pháp tẩm (hòa tan các dung dịch muối của Cobalt Co, sau tẩm lên chất mang).

Theo đó, đề tài đã chế tạo được chất mang CeO2 với 3 hình thái r- CeO2, p- CeO2 và c- CeO2 có kích thước hạt < 50nm và các chất xúc tác Co3O4/r-CeO2, Co3O4/p-CeO2, Co3O4/c-CeO2 có kích thước hạt nhỏ hơn < 30nm, độ đồng đều cao. Khảo sát trong quá trình phân hủy BTEX cho thấy, các chất xúc tác đều có hoạt tính cao trong trong quá trình oxy hóa BTEX. Trong đó, có xúc tác chuyển hóa gần như hoàn toàn BTEX ở nhiệt độ 250ºC.

Đề tài đã được Sở KH&CN TPHCM nghiệm thu trong năm nay, cho thấy các chất xúc tác có tiềm năng trong quá trình oxy hóa sâu BTEX, ở nhiệt độ phản ứng thấp hơn 300ºC, có thể thay thế các chất xúc tác từ những kim loại quý hiếm, đắt tiền.