Olefin nhẹ là những nguyên liệu hóa dầu rất quan trọng trong chuỗi sản xuất công nghiệp do đều là những vật liệu kết cấu (building block) sản xuất ra nhiều dẫn xuất khác nhau có ích trong công nghiệp nhựa, đóng gói, xây dựng, dệt, v.v. Các công nghệ sản xuất olefin hiện tại chủ yếu phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu dầu mỏ đang dần cạn kiệt. Việc phát triển một công nghệ mới nhằm đảm bảo nhu cầu sử dụng olefin và không phụ thuộc vào nguyên liệu dầu mỏ là cần thiết. Phản ứng chuyển hóa methanol thành olefin (MTO) cung cấp một nền tảng thay thế quan trọng để sản xuất các hóa chất cơ bản từ nguồn tài nguyên thô có nguồn gốc phi hóa thạch, giá thành rẻ như sinh khối và phụ phế thải, thúc đẩy xu hướng “phát thải zero” đồng thời cắt giảm sự phụ thuộc vào nguồn năng lượng hóa thạch đang dần cạn kiệt. Ngoài ra, methanol được dự đoán là nguồn nguyên liệu chính trong tương lai, mở ra cơ hội phát triển công nghệ MTO để sản xuất Olefin.
Tuy nhiên, sự dễ dàng xảy ra của phản ứng tạo cốc trong xúc tác làm cho hiệu năng của quá trình MTO giảm nhanh chóng. Các nghiên cứu hiện tại đang tập trung vào việc cải thiện hoạt tính của xúc tác bằng cách tạo đa mao quản cho vật liệu sử dụng. Đến nay, cách tiếp cận tạo vật liệu đa mảo quản bằng phương pháp trực tiếp, tức là thêm chất tạo khung xốp vào dung dịch gel và nung loại sau khi hình thành tinh thể, hay cách xử lý hóa chất (axít hoặc bazơ) loại bỏ một phần nguyên tố khung mạng cho thấy nhiều hạn chế. Các phương pháp này phải sử dụng thêm hóa chất đắt tiền, bị hạn chế ở quy mô phòng thí nghiệm và gây ảnh hưởng đến môi trường.
Nhóm sinh viên Phạm Trung Đức, Huỳnh Lê Nhị Linh, Chung Bảo Ngân với sự hướng dẫn của TS Võ Nguyễn Xuân Phương, Trường Đại học Tôn Đức Thắng đã thực hiện đề tài nghiên cứu tổng hợp xúc tác silico-alumino-phosphate đa mao quản dạng tấm nano với hoạt tính và độ bền hoạt tính cao ứng dụng gia tăng sản lượng olefin nhẹ từ quá trình chuyển hóa methanol.
Đề tài này đưa ra một hướng giải quyết mới trong việc tạo đa mao quản cho vật liệu xúc tác rây phân tử là sử dụng phương pháp chiếu xạ chùm tia điện tử. Ưu điểm hấp dẫn của phương pháp chiếu xạ điện tử nằm ở chỗ công nghệ chiếu xạ điện tử đã được phát triển ở quy mô thương mại với chi phí chiếu xạ thấp, giúp tăng tính khả thi mở rộng quy mô xử lý. Ngoài ra, phương pháp này còn giúp cải thiện một số tính chất của vật liệu mà không cần sử dụng hóa chất. Bên cạnh đó, các nghiên cứu sơ bộ của nhóm tác giả đã cho thấy việc sử dụng phương pháp chiếu xạ điện tử trong việc tạo đa mao quản còn có thể áp dụng được trên một số loại vật liệu khác.
Đề tài của nhóm đã đạt giải nhì lĩnh vực Công nghệ Hóa – Dược, Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu Khoa học Euréka lần 23 năm 2021
