Chế tạo xúc tác nano au agzro2 cho phản ứng chuyển hóa axit levulinic thành gamma valerolactone

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA HÓA HỌC BÁO CÁO THỰC TẾ THỰC TẬP Nhà máy Giấy Bãi Bằng – Tổng công ty Giấy Việt Nam Phân xưởng Xeo Sinh viên : Ngô Nhật Huy Lớp : K61A Hà Nội, 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA HÓA HỌC BÁO CÁO KHOA HỌC NGHIÊN CỨU Đề tài: “Nghiên cứu chế tạo xúc tác hỗn hợp nano kim loại vàng trộn bạc cho phản ứng hiđro hóa axit levulinic thành gamma – valerolactone axit valeric” Sinh viên : Ngơ Nhật Huy Ngành : Hóa học vô Cán hướng dẫn : TS Đỗ Huy Hoàng Hà Nội, 2019 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học em xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành sâu sắc tới TS Đỗ Huy hoàng tin tưởng giao đề tài, bảo hướng dẫn em tận tình, chu đáo suốt trình làm nghiên cứu Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy, giáo mơn Hóa Vơ thầy khoa Hóa học trường Đại học Khoa học Tự nhiên-Đại học Quốc gia Hà Nội anh chị sinh viên khóa trên, anh chị cao học, nghiên cứu sinh, bạn bè tạo điều kiện, giúp đỡ em hồn thành nghiên cứu khoa học Trong trình làm nghiên cứu viết báo cáo em cịn nhiều điều thiếu sót Vì vậy, em mong nhận góp ý bảo thầy cô, anh chị khoa để em sử đổi hồn thiện báo cáo Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng Sinh viên : Ngô Nhật Huy năm 2019 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT FA: Axit Formic GVL: Gamma – Valerolacton LA: Axit Levulinic NA: Naphtalen VA: Axit valeric MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU……………………………………………………………………….1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Sinh khối 1.1.1.Định nghĩa, thành phần nguồn gốc 1.1.2.Sinh khối để sản xuất nhiên liệu sinh học hóa chất .4 1.2.Axit levulinic 1.2.1.Giới thiệu axit levulinic .5 1.2.2.Điều chế axit levulinic từ dẫn xuất biomass 1.2.3.Ứng dụng axit levulinic .7 1.3.Gamma - valerolactone 1.3.1.Giới thiệu gamma - valerolactone .8 1.3.2.Điều chế GVL từ axit levulinic 1.3.3 Tiềm ứng dụng GVL 10 1.3.3.1 Ứng dụng làm dung môi 10 1.3.3.2 Ứng dụng làm nhiên liệu lỏng phụ gia nhiên liệu 11 1.3.3.3 GVL sử dụng làm chất đầu sản xuất hóa chất khác 12 1.4.Axit valeric 12 1.4.1.Giới thiệu axit valeric 12 1.4.2.Điều chế axit valeric từ axit levulinic 13 1.4.3 Ứng dụng axit valeric .14 1.5.Tổng quan chuyển hóa biomass thành GVL 14 1.5.1 Xúc tác dung môi tổng hợp GVL 14 1.5.2 Nguồn chất khử .17 CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM 19 2.1.Dụng cụ, thiết bị 19 2.2.Hóa chất 19 2.3.Pha dung dịch .19 2.4.Quy trình chế tạo xúc tác .20 2.5.Qui trình thực phản ứng xúc tác hiđro hóa axit levulinic 21 2.6.Định lượng chất hỗn hợp phản ứng 22 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 23 3.1 Kết đo GC (detector FID) 23 3.2 Tính tốn hiệu suất GVL độ chuyển hóa 25 KẾT LUẬN 27 HƯỚNG PHÁT TRIỂN NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 29 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Một số thuộc tính LA Bảng Một số tính chất GVL Bảng Một số tính chất VA 13 Bảng Lượng chất tham gia phản ứng mẫu đo .21 Bảng Bảng xử lý số liệu cho kết hiệu suất GVL độ chuyển hóa 26 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Các hợp phần linoxenlulozơ Hình Sơ đồ chuyển hóa linoxenlulozơ thành sản phẩm có giá trị Hình Sơ đồ chuyển hóa dẫn xuất lignocellulose thành LA .7 Hình Các dẫn xuất thu từ axit levulinic Hình Các dẫn xuất thu từ LA 10 Hình Sơ đồ chuyển hóa GVL thành hợp chất quan trọng 11 Hình Phổ thời gian lưu mẫu .23 Hình Phổ thời gian lưu mẫu .23 Hình Phổ thời gian lưu mẫu chạy GC thạc sĩ Kiều Thanh Cảnh 24 Hình 10 Đường chuẩn phụ thuộc tỉ số mol GVL/ NA vảo tỉ lệ diện tích GVL/NA… 25 Hình 11 Đường chuẩn phụ thuộc tỉ số mol LA/ NA vảo tỉ lệ diện tích LA/NA 25 LỜI MỞ ĐẦU Sự phát triển nhanh chóng lĩnh vực cơng nghiệp giao thơng vận tải tồn giới dẫn đến gia tăng mạnh mẽ nhu cầu nhiên liệu.Hiện 84% nhu cầu nhiên liệu loài người dựa việc sử dụng nguồn nhiên liệu hóa thạch khơng tái tạo (dầu 34%, gas 28%, thanđá 22%), nguồn nhiên liệu có hạn ngày trở nên đắt Hơn trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch để sản xuất nhiệt điện làm gia tăng khí gây hiệu ứng nhà kính nguyên nhân gây biến đổi khí hậu Trước tình trạng nguồn tài ngun hóa thạch ngày giảm dần môi trường ngày bị ô nhiễm nhà khoa học tập trung tìm kiếm, phát triển nguồn lượng sạch, an tồn, có khả tái tạo lượng mặt trời, lượng gió… Tuy nhiên, trình khai thác, sử dụng nguồn lượng khơng dễ dàng nhiều thời gian so với dự kiến Vì vậy, việc phát triển q trình chuyển hóa tài ngun sinh khối thành nhiên liệu nguyên liệusẽ xu hướng tiếp cận chủ đạo vài thập kỉ tới Sinh khối nguồn tài nguyên thay phong phú tái tạo được, nguồn tài nguyên tốt để thay cho tài nguyên hóa thạch để phát triển nguồn nhiên liệu bền vững nguyên liệu đầu cho cơng nghiệp hóa chất Đặc điểm quan trọng chất coi chất đầu bao gồm khả sử dụng để sản xuất lượng sản phẩm chứa cacbon, tái tạo được,an toàn để lưu trữ dễ dàng di chuyển với số lượng lớn, nhiệt độ nóng chảy thấp, nhiệt độ sơi điểm chớp cháy cao, độc tính thấp khơng có độc tính dễ dàng bị phân hủy sinh học Gamma-valerolacton (GVL) coi chất tốt đáp ứng yêu cầu GVL chuyển hóađược thành nhiên liệu lỏng, phụ gia nhiên liệu, dung môi xanh, phụ gia thực phẩm làm chất trung gian cho ngành cơng nghiệp hóa chất dược phẩm Một phương pháp quan trọng sử dụng cho trình sản xuất GVL phản ứng hiđro hóa axit levulinic(LA) thu từ q trình thủy phân - dehidrat hóacác hợp chất cacbohydrat mơi trường tính axit Phản ứng hiđro hóa LA pha diễn áp suất khí cho hiệu suất chuyển hóa thành GVL cao Tuy nhiên phản ứng pha tiêu tốn lượng lớn cho hóa chất phản ứng Hiđro hóa LA pha lỏng phổ biến nhiên phản ứng thường địi hỏi áp suất khí H2 cao (1,2-5,5 MPa) Trong pha lỏng, phản ứng hiđro hóa LA xảy xúc tác hệ xúc tác đồng thể dị thể Vì vậy, em chọn đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu chế tạo xúc tác hỗn hợp nano kim loại vàng trộn bạc cho phản ứng hiđro hóa axit levulinic thành gamma – valerolactone axit valeric” Trong báo cáo chúng em tập trung nghiên cứu nội dung:  Chế tạo sử dụng xúc tác dị thể hỗn hợp nano Au Ag/ZrO 2có thể đảm nhận nhiệm vụ: (i) có khả phân hủy axit formic hệ phản ứng thành hiđro, (ii) có khả xúc tác cho phản ứng hiđro hóa LA thành GVL VA; [RuCl2(PPh3)3] thu hiệu suất tổng hợp GVL 99% [16] Ethyl levulinate chuyển đổi thành GVL sử dụng phức [Ru-(acetat)2(BINAP)] làm xúc tác với đương lượng HCl ethanol cho hiệu suất GVL đạt 96% 100 bar H với 0,1% mol xúc tác Phản ứng sử dụng nguồn hidro từ natri bohidrua đóng vai trị làm chất khử LA chuyển đổi thành GVL dung môi metanol Nhìn chung hydro hóa pha tiêu tốn nhiều lượng LA khó bay (điểm sơi 245-2460C) Ngược lại hydro hóa pha lỏng đơn giản kinh tế Dựa kết đến kết luận sau hệ xúc tác dung môi:  Các kim loại quý Re, Ru, Pd Pt chất xúc tác tốt trình sản xuất GVL Như biết giá kim loại quý thường cao, việc xem xét chất xúc tác giá rẻ khác kim loại chất mang hướng cần nghiên cứu thêm;  Việc áp dụng hệ dung môi tới hạn cách lý tưởng để cải thiện suất GVL sản xuất thực tế giá thành cao yêu cầu thiết bị phản ứng nghiêm ngặt;  Mặc dù hiệu chất xúc tác đồng thể cao, việc tách chất xúc tác từ sản phẩm phản ứng vấn đề lớn ứng dụng rộng rãi để sản xuất công nghiệp 1.5.2 Nguồn chất khử Trong nghiên cứu trước đây, nguồn chất khử cho phản ứng hidro hóa thường sử dụng trực tiếp khí H NaBH4 Tuy nhiên q trình sử dụng khí H áp suất cao thường yêu cầu nghiêm ngặt thiết bị, thao tác vận hành thường gây nguy lớn an toàn cháy nổ.Để giải vấn đề q trình hidro hóa LA thành GVL, xu hướng sử dụng nguồn hidro thay an toàn khác axit focmic, ancol bậc 2.Axit formic thường sử dụng làm nguồn cung cấp hydro hiệu để sản xuất GVL với mức giá thấp dễ tìm sẵn có Hơn nữa, điểm thu hút hydro sinh phản ứng thí nghiệm tiến hành với CO2 tạo đồng thời Vì yêu cầu áp lực cho thiết bị thấp hơn, hiệu suất GVL tăng lên đáng kể với có mặt CO2 Xúc tác kim loại quý cho thấy khả xúc tác tuyệt vời việc tách hidro từ axit formic, thích hợp cho hệ thống phản ứng hidro hóa LA thành GVL với chất khử FA Ngoài ra, với axit formic nguồn cung cấp hydro yêu cầu thiết bị phản ứng giảm xuống đáng kể Gần Deng cộng tìm đường để chuyển đổi oxygenates có nguồn gốc từ sinh khối (cellulose, tinh bột đường) thành GVL mà khơng sử dụng nguồn cung cấp hydro bên ngồi, số chất xúc tác sử dụng RuCl3/PPh3/prydin để chuyển đổi hỗn hợp dung dịch axit levulinic axit formic với tỉ lệ 1:1 để tạo thành GVL Trong cơng trình cơng bố việc sử dụng nguồn axit formic làm nguồn cung cấp hidro chất xúc tác sử dụng phần lớn xúc tác đồng thể (các phức chất kim loại quý) 1.6 Định hướng nghiên cứu đề tài  Sử dụng hệ xúc tác dị thể hỗn hợp axit – kim loại cho phản ứng chuyển hóa monosaccarit thành axit levulinic từ axit levulinic thành gamma – valerolacton  Tổng hợp LA, GVL pha lỏng: Quá trình tổng hợp pha lỏng đơn giản rẻ tiền so với q trình thực pha khí  Sử dụng axit focmic làm nguồn cung cấp hiđro: Đây nguồn hiđro sẵn có, an tồn rẻ tiền  Sử dụng nano kim loại Au Ag cho chế tạo xúc tác nhằm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc, tăng hoạt tính xúc tác CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM 2.1 Dụng cụ, thiết bị Cân kĩ thuật,thìa, cốc thủy tinh (50 ml, 100 ml, 250 ml), ống đong (50 ml, 100 ml), buret 25 ml, pipet (5 ml, ml, 10 ml, ml,20 ml), bình cầu 250 ml, bình cầu 500ml,bộ hồi lưu gia nhiệt cách dầu, khuấy từ, máy khuấy từ, bàn nâng, bình định mức (100 ml, 50 ml), bình tia, phễu lọc áp suất thấp, nồi đun cách dầu, giấy lọc, hút chân không, đũa thủy tinh, tủ sấy, đĩa thủy tinh, máy nghiền, cối mã não, bếp amiăng, giấy cân, bóp cao su, bình phản ứng, xilanh lọc, micropipet, màng lọc milipore 2m, bình Teflon 2ml 2.2 Hóa chất Na2CO3, Axit formic HCOOH, Axetone (CH3)2CO: Hóa chất Trung Quốc AgNO3,Na3C6H5O7, vitamin C (C6H8O6),Glycerol(HOCH2CHOHCH2OH),HAuCl4.4H2O, ZrOCl2.8H2O, NH3đặc, Naphthalene (C10H8), Axit levulinic, Gamma-valerolacton:Hóa chất Merk 2.3 Pha dung dịch  Dung dịch HAuCl4.4H2O:2,5008g HAuCl4.4H2O hịa tan nước cất, cho vào bình định mức 250 ml, định mức thành 250 ml thu dung dịch HAuCl4.4H2O  Dung dịch AgNO3:0,176g AgNO3 hòa tan nước cất, cho vào bình định mức 100 ml, định mức thành 100 ml thu dung dịch AgNO3  Dung dich Natri citrat Na3C6H5O7:1,001g Na3C6H5O7 hòa tan nước cất, cho vào bình định mức 100 ml, định mức thành 100 ml thu dung dịch Na3C6H5O7  Dung dịch axit ascrobic (vitamin C): 1,76g C6H8O6hòa tan nước cất, cho vào bình định mức 100 ml, định mức thành 100 ml thu dung dịch C6H8O6 2.4 Quy trình chế tạo xúc tác - Nano vàngđược chế tạo theo qui trình sau: Cho 1ml dung dịch HAuCl4.4H2O ml dung dịch natri citrat vào 90ml nước sôi đợi 30s đến dung dịch chuyển màu đỏ tím cho vào nước lạnh Bảo quản tủ lạnh - Nano bạcđược chế tạo theo qui trình sau: Cho 0,018g AgNO3 ml dung dịch natri citrat vào 100ml nước 70 độ C đợi đến dung dịch chuyển màu vàng nhạt cho vào nước lạnh Bảo quản tủ lạnh - Xúc tác nanoAu/ZrO2được chế tạo theo qui trình sau: Dung dịch chứa 12.5ml Na 2CO3 0,25M (0,265gam Na2CO3) thêm vào bình cầu đáy tròn chứa ZrOCl2.8H2O (0.805gam) với lượng nano vàng (299ml) , Gel giữ nhiệt độ phòng điều kiện khuấy mạnh Chất rắn lọc hút chân không, sấy khô 100oC qua đêm, sau nghiền mịn nung 550oC - Xúc tác nanoAg/ZrO2được chế tạo theo qui trình sau: Dung dịch chứa 25ml Na2CO3 0,25M (0.53gam Na2CO3) thêm vào bình cầu đáy trịn chứa ZrOCl2.8H2O (1.61gam) với lượng nano bạc (275ml) Gel giữ nhiệt độ phòng điều kiện khuấy mạnh Chất rắn lọc hút chân không, sấy khơ 100oC qua đêm, sau nghiền mịn nung 550oC - Xúc tác hỗn hợp nanoAu,Ag/ZrO2được chế tạo theo qui trình sau: Quy trình 1: Cho 5ml dung dịch AgNO3 4,6 ml dung dịch HAuCl 4.4H2O vào bình cầu chứa200 ml nước sôi cho 10ml dung dịch nati citrat vào Tiếp theo cho 1,61g ZrOCl2 vào bình cầu Thêm nhỏ giọt 25ml dung dịch Na 2CO3 (0,53g Na2CO3) vào bình cầu nhiệt độ phòng điều kiện khuấy mạnh Chất rắn lọc hút chân không, sấy khơ 100oC qua đêm, sau nghiền mịn nung 550oC Quy trình 2: Cho 5ml dung dịch AgNO3 4,6 ml dung dịch HAuCl 4.4H2O vào bình cầu chứa 200 ml nước sơi, cho thêm 5ml dd NH đặc cho 20ml dung dịch nati citrat vào Tiếp theo cho 1,61g ZrOCl2 vào bình cầu Thêm nhỏ giọt 25ml dung dịch Na2CO3 (0,53g Na2CO3) vào bình cầu nhiệt độ phịng điều kiện khuấy mạnh Chất rắn lọc hút chân không, sấy khô 100 oC qua đêm, sau nghiền mịn nung 550oC Quy trình 3: Điều chế 393,5 ml dung dịch nano vàng 51ml dung dịch nano bạc Trộn dung dịch nano lại vào bình cầu Tiếp theo cho 1,61g ZrOCl2 vào bình cầu Thêm nhỏ giọt 25ml dung dịch Na 2CO3 (0,53g Na2CO3) vào bình cầu nhiệt độ phịng điều kiện khuấy mạnh Chất rắn lọc hút chân khơng, sấy khơ 100oC qua đêm, sau nghiền mịn nung 550oC 2.5 Qui trình thực phản ứng xúc tác hiđro hóa axit levulinic  Hỗn hợp phản ứng gồm LA, FA xúc tác chuyển định lượng vào bình Teflon dung tích ml;  Bình Teflon chứa hỗn hợp phản ứng đặt cố định bình thép khơng gỉ, chị áp, chịu nhiệt tốt;  Bình phản ứng gia nhiệt tủ sấy nhiệt độ thời gian khảo sát;  Sau để nguội, bình Teflon lấy ra, thêm chất nội chuẩn naphtalen vào, pha loãng 100 lần axeton, lọc qua đầu lọc milipore với màng lọc có kích thước mao quản m trước phân tích GC Bảng 4: Lượng chất tham gia phản ứng mẫu đo Thứ tự Mẫu LA (g) FA (g) H2O (ml) Xúc tác Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu 0,2349 0,2322 0,2414 0,2409 0,2356 0,2320 0,2807 0,2788 0,32 0,2824 0,2741 0,2794 0,2 0,2 0,2 0,02g nano Au/ZrO2 0,02g nano Ag/ /ZrO2 0,0199g nano Au/ZrO2+0,02g 0,2 nano Ag/ /ZrO2 0,0216g hỗn hợp 0,2 nanoAu,Ag/ZrO2 quy trình 0,0206g hỗn hợp 0,2 nanoAu,Ag/ZrO2 quy trình 0,0206g hỗn hợp nanoAu,Ag/ZrO2 quy trình 2.6 Định lượng chất hỗn hợp phản ứng Các chất hỗn hợp phản ứng định lượng sắc kí khí ghép nối khối phổ GC với naphtalen dùng làm chất nội chuẩn Sắc kí khí phân tích Cục Kiểm định Hải quan với điều kiện đo sau:      Máy sắc ký GC Agilen 6890N Cột TR-Wax MS dài 30m, đường kính 320m, chiều dày lớp phim 0,25m Khí mang N2, tốc độ 1ml/phút Buồng hóa làm việc ở: 230oC Chương trình nhiệt: 100oC, giữ phút, tăng 15oC/phút đến 250oC, giữ 250oC   phút Thể tích bơm mẫu 0,2l, tỉ lệ chia dòng 1:1 Detector: FID, detector làm việc nhiệt độ 250oC CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết đo GC (detector FID) Hình 7: Phổ thời gian lưu mẫu HÌnh 8: Phổ thời gian lưu mẫu  mẫu cho peak khoảng thời điểm: 4’;4,8’ ; 8,3’ Thông qua số liệu từ tài liệu nghiên cứu từ anh chị khóa trước với số liệu có sẵn bên viện hải quan peak biểu thị GVL (4’); NA (4,8’); LA dư (8,4’)  Tại mẫu không xuất sản phẩm VA Theo tài liệu thạc sĩ Kiều Thanh Cảnh sử dụng xúc tác Au+Ag/ZrO2 ( phương pháp đồng kết tủa với kích thước Ag Au khơng mức nano) để hydro hóa LA thành GVC theo quy trình tiến hành tương tự cho sản phẩm VA chạy cột tách GC peak VA xuất phút thứ 4,6 Hình 9: Phổ thời gian lưu mẫu chạy GC thạc sĩ Kiều Thanh Cảnh  peak phía bên tay trái peak GVL cho lỗi đánh điện gây nên Ở mẫu khảo sát mẫu 1,2,3 khơng cho peak khoảng tầm 9,8-10’ nhiên xuất peak khoảng thời gian mẫu 4, 5, Đây sản phẩm phụ khảo sát nghiên cứu ( mẫu cho peak xuất phút 9,8-10 lớn nhất) 3.2 Tính tốn hiệu suất GVL độ chọn lọc  Chất nội chuẩn NA thơng qua tỷ lệ diện tích peak GVL ( LA) NA ta xác định tỷ lệ số mol GVL (hoặc LA) NA thông qua đường chuẩn thạc sĩ Kiều Thanh Cảnh lập sẵn ( lượng NA cho vào nhau) Từ ta xác định số mol GVL, LA dư tính hiệu suất tạo GVL= Và độ chuyển hóa phản ứng = Hình 10: Đường chuẩn phụ thuộc tỉ số mol GVL/ NA vảo tỉ lệ diện tích GVL/NA f(x) = 3.05x - 0.07 R² = Axis T it le ngvl/nNA Linear (ngvl/nNA) 0 0.5 1.5 2.5 Axis T it le Hình 11: Đường chuẩn phụ thuộc tỉ số mol LA/ NA vảo tỉ lệ diện tích LA/NA f(x) = 4.17x - 0.04 R² = Axis T it le nLa/nNA Linear (nLa/nNA) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 1.8 Axis T it le  Từ đường ta lập bảng kết Bảng 5: Bảng xử lý số liệu cho kết hiệu suất GVL độ chuyển hóa LA Tỉ lệ M Tỉ lệ S S ẫ GVL/ LA/ u NA NA 1.31 0.391 1.23 0.285 1.71 0.314 1.31 0.307 0.99 0.487 1.29 0.283 Tỉ lệ Tỉ lệ n n n n n GVL LA/N n LAb LAp LAd hs /NA A GVL đ ư n NA GVl 1.12 0.35 2,02 1,60 0.42 17.62 5.452 3 0.318 0.79 0.26 2,00 1,59 0.41 13.18 5.123 0 0.331 0.88 0.27 2,08 1,53 0.54 13.42 7.112 0.315 0.86 0.27 2,07 1,66 0.41 13.14 5.433 0.315 1.41 0.44 2,03 1,71 0.31 21.84 4.102 0.314 0.79 0.25 2,00 1,58 0.41 12.57 5.375 5 0.318 (* đơn vị n nmol, độ chuyển hóa hiệu suất % ) độ chuyể n hóa 79.27 79.51 73.99 80.05 84.64 79.35 KẾT LUẬN Đã chế tạo xúc tác dị thể nano kim loại Ag Au ZrO2 xúc tác hỗn hợp nano Ag+Au ZrO2cho phản ứng hydro hóa axit levulinic thành GamaValerolacton, kết đo GC cho peak đặc trưng Gama- Valerolacton Sử dụng xúc tác dị thể nano kim loại Ag Au ZrO2 hỗn hợp nano Ag+Au ZrO2 đề tài nghiên cứu hydro hóa axit levulinic thành GamaValerolacton không cho sản phẩm axit pentanoic hiệu suất tọa thành GVL thấp ( 20%) Trong mẫu làm ra, mẫu 4, 5, có khả cho sản phẩm ( xuất khoảng phút thứ 10 tách GC) Hướng phát triển nghiên cứu tương lai - Thử nghiệm cách chế tạo nano kim loại khác Khảo sát điều kiện ảnh hưởng phản ứng ( nhiệt độ, thời gian ) Tìm hiểu nghiên cứu chất xuất khoảng phút thứ 10 chạy GC mẫu 4, 5, TÀI LIỆU THAM KHẢO A Corma, S Iborra and A Velty (2007), “Chemical routes for the transformation of biomass into chemicals”, Chem Rev, 107, pp 2411–2502 B V Timokhin, V A Baransky and G D Eliseeva (1999), “Levulinic acid in organic synthesis”, Rus Chem Rev, 68, pp 73–84 Chu, C J Hawker and P J Pomeryand D J T Hill (1997), “Intramolecular cyclization in hyperbranched polyesters”, J Polym Sci Part A Polym.Chem, 35, pp 1627–1633 D Fegyverneki, L Orha, G Láng and I T Horváth (2010), “Gammavalerolactone-based solvents”, Tetrahedron, 66, pp.1078 – 1081 D J Braden, C A Henao, J Heltzel, C C Maravelias, J A Dumesic (2011), “Production of liquid hydocarbon fuels by catalytic conversion of biomas – derived levulinic acid”, Green Chem, 13, pp 1755–1765 10 Gallezot (2012), “Conversion of biomass to selected chemical products”, Chem.Soc Rev., 41, pp 1538–1558 11 H A Schuette, R W Thomas (1930), “Normal valerolactone III Its preparation by catalytic redution of platinum oxide”, J Am Chem Soc, 52, pp 3010–3012 12 H Mehdi, V Fábos, R Tuba, A Bodor, L T Mika and I T Horváth (2008), “Integration of homogeneous and heterogeneous catalytic processes for a multi step conver-sion of biomass: Fromsucrose to levulinic acid, γ-valerolactone, 1,4pentanediol, 2-methyl-tetrahydrofuran, and alkanes”, Top Catal, 48, pp 49–54 13 H Röper (2002), “Renewable raw materials in europe - industrial utilisation of starch and sugar”, Starch - Stärke , 54, pp.89–99 14 Kammand M Kamm (2004), “Principles of biorefineries”, Appl Microbiol.Biotech-nol, 64, pp 137–145 15 L E Manzer (2004), “Catalytic synthesis of α-methylene-γ-valerolactone: a biomass-derived acrylic monomer”, Appl Catal, 272, pp 249 – 256 16 L Qi and I T Horváth (2012), “Catalytic conversion of fructose to γ-valerolactone in γ-valerolactone”, ACS Catal, 2, pp 2247–2249 17 M Alonso, S G Wettstein and J A Dumesic (2013), “Gamma-valerolactone, a sus-tainable platform molecule derived from lignocellulosic biomass”, Green Chem.,15, pp 584–595 18 M Balat (2005), “Current alternative engine fuels”, Energy Sources, 27, pp 569– 577 19 M Höök and X Tang (2013), “Depletion of fossil fuels and anthropogenic climate change - A review”, Energy Policy, 52, pp 797 – 809 20 P Lange, E van der Heide, J van Buijtenen and R Price (2012), “Furfural- A promising platform for lignocellulosic biofuels”, ChemSusChem, 5, pp 150–166 21 P McKendry (2002), “Energy production from biomass (part 1): Overview of biomass”, Bioresour Technol, 83, pp 37– 46 22 P Lange, J Z Vestering and R J Haan (2007), “Towards bio-based nylon: conversion of γ-valerolactone to methyl pentenoate under catalytic distillation conditions”, Chem Commun, pp 3488–3490 23 P.P Upare, J.M Lee, D.W Hwang, S.B Halligudi, Y.K Hwang, J.-S Chang (2011), “Catalytic Hydrogenation for Biomass valorization”,J Ind Eng Chem, 17, pp 287–292 24 Rinaldi and F Schüth (2009), “Design of solid catalysts for the conversion of biomass”, Energy Environ Sci., 2, pp 610–626 25 S Malherbe and T E Cloete (2002), “Lignocellulose biodegradation: Fundamentals and applications”, Rev Environ Sci Technol., 1, pp 105–114 26 Y Kar and H Deveci (2006), “Importance of P-series fuels for flexible-fuel vehicles and alternative fuels”, Energy Sources, Part A, 28, pp 909–92 ... phân bố xúc tác hệ phản ứng, phân chia chất xúc tác thành hai loại xúc tác đồng thể xúc tác dị thể: Xúc tác đồng thể có trạng thái tồn giống với chất hệ phản ứng (cùng pha) .Phản ứng xúc tác đồng... lỏng, phản ứng hiđro hóa LA xảy xúc tác hệ xúc tác đồng thể dị thể Vì vậy, em chọn đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu chế tạo xúc tác hỗn hợp nano kim loại vàng trộn bạc cho phản ứng hiđro hóa axit levulinic. .. chuyển hóa hiệu suất % ) độ chuyể n hóa 79.27 79.51 73.99 80.05 84.64 79.35 KẾT LUẬN Đã chế tạo xúc tác dị thể nano kim loại Ag Au ZrO2 xúc tác hỗn hợp nano Ag +Au ZrO 2cho phản ứng hydro hóa axit