Phân tích sản phẩm phản ứng oxi hóa ankylbenzen trên xúc tác hydrotalcite Mg-Co-Al-O

- Phân tích sản phẩm phản ứng oxi hóa ankylbenzen trên xúc tác hydrotalcite.
- Tổng quan về phản ứng oxi hóa ankylbenzen.
- xúc tác hydrotalcite.
- Trình bày các phương pháp thực nghiệm: điều chế xúc tác.
- nghiên cứu đặc trưng xúc tác bằng các phương pháp vật lý.
- phản ứng oxi hóa vinylbenzen.
- độ chuyển hóa và độ chọn lọc sản phẩm.
- Đưa ra kết và thảo luận: đặc trưng của mẫu xúc tác Mg-Co-Al-O;.
- phản ứng oxi hóa pha lỏng ankylbenzen..
- Phản ứng oxi hóa.
- Xúc tác Hydrotalcite.
- Ngày nay, ngành công nghiệp lọc hóa dầu đã đi vào hoạt động ổn định thì một lượng lớn các sản phẩm ankylbezen được tạo ra và cần chuyển hóa chúng thành nguyên liệu thứ cấp, cung cấp cho các ngành công nghiệp khác.
- Các quá trình chuyển hóa được thực hiện trên các hệ xúc tác khác nhau, trong đó phương pháp truyền thống là oxi hóa hóa ankylbenzen bằng: peraxit, peroxit, dung dịch dicromat, permanganat hoặc cobalt axetat trong sự có mặt của O 2 phân tử… Nhìn chung, quá trình oxi hóa đồng thể thường tạo ra một lượng lớn sản phẩm thứ cấp là các muối vô cơ kim loại nặng, hỗn hợp sản phẩm phải tách loại và tinh chế gây tốn kém kinh tế.
- Do vậy, xu hướng chung hiện nay là sử dụng vật liệu rắn để thay thế dần xúc tác nêu trên trong quá trình oxi hóa ankylbenzen.
- Ưu điểm của xúc tác dị thể là giảm thiểu chất thải gây ô nhiễm môi trường, hạn chế lượng dung môi và có thể sử dụng các tác nhân oxi hóa thân thiện với môi trường (oxi không khí, dung dịch H 2 O 2.
- Để đánh giá xác thực vai trò hoạt động xúc tác phản ứng oxi hóa ankylbenzen nói chung và stiren nói riêng, chúng tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu phân tích thành phần sản phẩm oxi hóa stiren trên xúc tác hydrotalcite.
- phẩm, cho phép chúng tôi xác định được hoạt tính xúc tác của mẩu vật liệu rắn Mg 0,5 Co 0,2 Al 0,3 (OH) 2 (CO 3 ) 0,15 .xH 2 O..
- Với hai mẫu xúc tác thu được, chúng tôi tiến hành phản ứng oxi hóa pha lỏng stiren ở nhiệt độ 80 o C, thời gian 4 giờ với tác nhân oxi hóa là oxi không khí.
- Tuy nhiên, kết quả cho thấy mẫu xúc tác không chứa coban (Mg 0.7 Al 0.3 (OH) 2 (CO 3 ) 0.15 .xH 2 O) hầu như không chuyển hóa stiren, nên chúng tôi tập trung nghiên cứu quá trình oxi hóa của stiren trên mẫu xúc tác Mg-Co-Al-O và khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng oxi hóa pha lỏng vinylbenzen với tác nhân oxi hóa là H 2 O 2 (hoặc O 2.
- Luận văn trình bày kết quả nghiên cứu phản ứng oxi hóa stiren trên xúc tác hydrotacilte Mg 0.5 Co 0.2 Al 0.3 (OH) 2 (CO 3 ) 0.15 .xH 2 O được điều chế theo phương pháp đồng kết tủa ở pH .
- Các xúc tác được nghiên cứu các đặc trưng xúc tác bằng các phương pháp vật lý hiện đại như nhiễu xạ tia X, SEM, TEM, BET và IR..
- Mẫu hydrotalcite điều chế được có diện tích bề mặt riêng của hydrotalcite khá lớn , kích thước ha ̣t đồng đều , được xử dụng làm xúc tác cho phản ứng oxi hóa pha lỏng stiren.
- Sản phẩm thu được là một hỗn hợp các dẫn xuất của hydrocbon thơm.
- Việc phân tích thành phẩn sản phẩm được thực hiện trên máy sắc ký khí khối phổ cho thấy quá trình oxi hóa tạo ra các sản phẩm ancol benzylic, benanđehit, stiren oxit, axit benzoic.
- trong đó sản phẩm chính là anđehit benzoic.
- Hiệu suất phản ứng phụ thuộc mạnh vào điều kiện phản ứng (nhiệt độ, dung môi, thời gian phản ứng, tác nhân oxi hóa)..
- Do vậy, chúng tôi lựa chọn nhiệt độ phản ứng là 90 0 C để khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố tiếp theo, kết quả ta cho ̣n được khoảng thời gian thích hợp cho phản ứng là 4-6 giờ..
- Độ chuyển hóa stiren với chất oxi hóa H 2 O 2 lớn gấp 3 lần so với O 2 , trong khi độ chọn lọc benzanđehit chênh lệch không đáng kể.
- Kết quả này liên quan đến bản chất của tác nhân oxi hóa và cơ chế phản ứng.
- Theo các công trình nghiên cứu, quá trình oxi hóa stiren phản ứng xảy ra liên quan đến sự tạo thành các gốc tự do.
- Dưới tác động của điều kiện phản ứng, H 2 O 2 phân hủy thành gốc tự do, khơi mào cho phản ứng xảy ra dể dàng hơn so với oxy phân tử.
- Điều này giải thích khả năng oxi hóa hiệu quả của H 2 O 2 với O 2 không khí ở cùng điều kiện thí nghiệm..
- Vậy độ chọn lọc sản phẩm chính thu được cao nhất ở nhiệt độ phản ứng trong khoảng 60-90 o C.
- Tác nhân oxi hóa H 2 O 2 tỏ ra hiệu quả hơn oxi không khí trong quá trình chuyển hóa stiren thành benzanđehit sau 4 giờ phản ứng..
- [1] Ngô Thị Thuận, Phạm Thị Thắm, “Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của perovskit (La,Ca)Fe 1-x Cu x O 3 trong phản ứng oxi hóa ancol.
- [2] Ngô Thị Thuận, Nguyễn Tăng Sơn, “Xúc tác oxi kim loại chuyển tiếp/MCM-41 trong phản ứn oxi hóa ancol benzylic”, Tạp chí Hóa học tr..
- [3] Ngô Thị Thuận, Nguyễn Tiến Thảo, Phạm Thị Thắm, “Oxi hóa chọn lọc ancol benzylic trên xúc tác perovskit chứa crom manh trên oxi mao quản trung bình”, Tạp chí Hóa học tr.
- Selvam, “Mesoporous (Cr)MCM-41 and (Cr)MCM-48 moelcuar sieves: promising heterheneous catalysts for liquid phase oxidation reactions”, Catal.
- Selvam, “Catalytic oxidation of alkylaromatics over mesoporous (Cr)MCM-41”, Catal.
- Jacob, “Alkylation, hydrogenation and oxidation catalyzed by mesoporous materials”, Catal Rev pp.
- Varadarajan, “Catalytic oxidation of toluene with molecular oxygen over Cr- substituted mesoporous materials”, Appl.
- Vaccari, ”Hydrotalcite-type anionic clays: Preparation, properties and applications”, Catal.
- [16] Nguyen Tien Thao, Nguyen Thi Ngoan, Dang Van Long, “Study on catalytic activity of TiO 2 /SiO 2 in the oxidation of styrene”, Science &.
- Alifanti, “Hydrotalcite like compounds with low Mo-loading active catalysts for selective oxidation of cyclohexene with hydrogen peroxide”, Appl.
- Jayaram, “Oxidation of alkylaromatics to benzylic ketones using TBHP as an oxidant over LaMO 3 (M= Cr, Co, Fe, Mn, Ni) perovskites”, Catal.
- Tatsumi, “High activity of Mn-MgAl hydrotalcite in heterogeneously catalyzed liquid-phase selective oxidation of alkylaromatics to benzylic ketones with 1 atm of molecular oxygen”, J.
- Jana, Peng Wu, Takashi Tatsumi, “NiAl hydrotalcite as an efficient and environmentally friendly solid catalyst for solvent-free liquid-phase selective oxidation of ethylbenzene to acetophenone with 1 atm of molecular oxygen”, J.
- Jinka M.K, Jasra V.R, “Effeet of alkali and alkaline earch metal ions on the catalytic oxidation of styrene with molecular oxygen using cobalt (II.
- Sugunan, “Vanadia supported on ceria: Characterization and activity in liquid-phase oxidation of ethylbenzene”, Catal.
- Su, “Iron, cobalt or nickel substituted MCM-41 molecular sieves for oxidation of hydrocarbons”, Catal