Gần đây, một số phương pháp tổng hợp HMF được đưa ra là sử dụng xúc tác đồng thể và dị thể. Trong đó có đề cập tới xúc tác axit rắn (siêu axit) đã cho thấy kết quả rất khả quan. Nghiên cứu tổng hợp nhiên liệu sinh học là một trong những hướng đi khả thi được nhiều nhà khoa học và nhiều nhà đầu tư quan tâm. Một trong những hướng triển vọng đó là chuyển sinh khối thành xăng sinh học. Quá trình tổng hợp 5hydroxylmethylfurfural (HMF) từ chất nền là fructose là bước trung gian quan trọng để sản xuất xăng sinh học. Do vậy chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu chuyển hóa fructose thành 5Hydroxylmethylfufural trên xúc tác SBA15 Sunfo hóa”.
Khóa luận tốt nghiệp ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA HÓA HỌC NGUYỄN THỊ QUỲNH NGHIÊN CỨU CHUYỂN HÓA FRUCTOSE THÀNH 5-HYDROXYMETHYLFURFURAL TRÊN XÚC TÁC SBA-15 SUNFO HÓA Khóa luận tốt nghiệp đại học hệ quy Ngành: Hóa Học (Chương trình đào tạo: Chuẩn) Cán hướng dẫn: TS Chu Ngọc Châu PGS.TS Nguyễn Thanh Bình Hà Nội – 2015 Khóa luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS.CHU NGỌC CHÂU PGS.TS.NGUYỄN THANH BÌNH giao đề tài tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em suốt trình nghiên cứu hoàn thành khóa luận Em xin gửi lời cảm ơn đến ThS Nguyễn Công Tuấn phòng đo HPLC Đã giúp đỡ em hoàn thành khóa luận Em xin cảm ơn thầy cô Khoa Hoá Học Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên tận tình giảng dạy em, bạn bè phòng thí nghiệm Hóa Dầu quan tâm, giúp đỡ động viên trình học tập làm thực nghiệm khoa Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2015 Sinh viên Nguyễn Thị Quỳnh Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DMSO: Dimetylsunfoxit HMF: Hydroxymethylfurfuran HPLC: High-performance liquid chromatography( sắc ký lỏng hiệu cao) IR: Infrared radiation( hồng ngoại) MeOH : methyl alcohol P123: Pluronic SBA-15: Santa Barbara Amorphous SEM: Scanning electron microscope( Hiển vi điện tử quét) TEM: Transmission electron microscope(Hiển vi điện tử truyền qua) TEOS: Tetraethyl orthosilicate XRD: X-ray Diffraction (Nhiễu xạ tia X) Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG MỤC LỤC Khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Năng lượng có ảnh hưởng vô lớn tới sống xã hội loài người Năng lượng phục vụ cho mặt đời sống người Đây nguyên nhân thúc đẩy người tìm kiếm, khai thác nguồn nguyên nhiên liệu Các nguồn nhiên liệu hóa thạch dần cạn kiệt Thêm nữa, việc khai thác sử dụng nhiên liệu hóa thạch mức gây nhiều hậu quả: ô nhiễm môi trường, phá hỏng cân hệ sinh thái, hiệu ứng nhà kính, biến đổi khí hậu nóng lên toàn cầu…gây ảnh hưởng trực tiếp đến sống người Vấn đề đặt cần tìm nguồn lượng phù hợp, vượt trội để thay nguồn lượng truyền thống, giảm tải hậu nặng nề cho môi trường người Đây vấn đề làm đau đầu không nhà khoa học giới chuyên môn Nhiều giải pháp đưa ra, sử dụng lượng mặt trời, gió, nước, thủy triều, hay lượng hạt nhân Tuy nhiên giải pháp đòi hỏi kỹ thuật phức tạp, chi phí đầu tư lớn gây hệ lụy không nhỏ, chúng chưa thể thực thi hiệu Một giải pháp khác khả thi phát triển nhiên liệu sinh học Nhiên liệu sinh học loại nhiên liệu hình thành có nguồn gốc động thực vật (sinh học) nhiên liệu chế xuất từ chất béo động thực vật (mỡ động vật, dầu thực vật ), ngũ cốc (lúa, mỳ, ngô, sắn ) chất thải nông nghiệp (rơm rạ, vỏ loại ), sản phẩm thải công nghiệp (mùn cưa, phế thải từ gỗ, bã mía…) Các nhiên liệu tái sinh, giảm lệ thuộc vào nguồn tài nguyên nhiên liệu hóa thạch – không tái sinh Gần đây, số phương pháp tổng hợp HMF đưa sử dụng xúc tác đồng thể dị thể Trong có đề cập tới xúc tác axit rắn (siêu axit) cho thấy kết khả quan Nghiên cứu tổng hợp nhiên liệu sinh học hướng khả thi nhiều nhà khoa học nhiều nhà đầu tư quan tâm Một hướng triển vọng chuyển sinh khối thành xăng sinh học Quá trình tổng hợp 5-hydroxylmethylfurfural (HMF) từ chất fructose bước trung gian quan trọng để sản xuất xăng sinh học Do chọn đề tài: “Nghiên cứu chuyển hóa fructose thành 5-Hydroxylmethylfufural xúc tác SBA-15 Sunfo hóa” Khóa luận tốt nghiệp CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Nhiên liệu sinh học [2] 1.1.1 Định nghĩa Nhiên liệu sinh học nhiên liệu hình thành từ hợp chất có nguồn gốc động thực vật (sinh học) Các sản phẩm từ chất béo động thực vật (mỡ động vật, dầu dừa, ), ngũ cốc (lúa mỳ, ngô, đậu tương ), chất thải nông nghiệp (rơm rạ, phân, ), sản phẩm thải công nghiệp (mùn cưa, sản phẩm gỗ thải Hình 1: Một số nguồn nguyên liệu sản xuất nhiên liệu sinh học 1.1.2 Phân loại Diesel sinh học loại nhiên liệu lỏng có tính tương đương dầu diesel truyền thống sản xuất từ dầu mỏ mà từ số loại dầu mỡ thực vật, động vật, thường thực thông qua trình transester hóa cách cho phản ứng với loại rượu phổ biến methanol Nhìn theo phương diện hóa học diesel sinh học methyl este axit béo Khóa luận tốt nghiệp Xăng sinh học loại nhiên liệu lỏng, có sử dụng ethanol loại phụ gia nhiên liệu pha trộn vào xăng thay phụ gia chì Ethanol chế biến thông qua trình lên men sản phẩm hữu tinh bột, cellulose, lignocellulose Ethanol pha chế với tỷ lệ thích hợp với xăng tạo thành xăng sinh học thay hoàn toàn cho loại xăng sử dụng phụ gia chì truyền thống Khí sinh học loại khí hữu gồm Methane đồng đẳng khác CH4 (50- 60 %) CO2 (>30% ) lại chất khác nước, N 2, O2, H2S, CO thủy phân môi trường yếm khí, xúc tác nhờ nhiệt độ từ 20 – 40 oC (quá trình ủ lên men sinh khối hữu phế thải nông nghiệp, chủ yếu cellulose) tạo thành sản phẩm dạng khí Khí sinh học dùng làm nhiên liệu khí thay cho sản phẩm khí gas từ sản phẩm dầu mỏ 1.1.3 Tình hình sản xuất sử dụng nhiên liệu sinh học [4] Tình hình Việt Nam Ở nước ta, giới khoa học quan tâm nghiên cứu nhiên liệu sinh học thập kỷ qua quan thuộc ngành GTVT, công nghiệp, lượng, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, trường đại học… Bộ công nghiệp xây dựng đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn 2020, với mục tiêu sản xuất xăng E10 dầu sinh học nhằm thay phần nhiên liệu truyền thống Tháng năm 2004, Công ty Phát triển Phụ gia Sản phẩm Dầu mỏ (APP) dự thảo "Đề án phát triển nhiên liệu sinh học Việt Nam" (xăng/diesel pha cồn ethanol diesel sinh học) gửi Chính phủ số bộ/ngành Dự án đề nghị thực giai đoạn: giai đoạn I (2006-2010) hoàn thiện công nghệ pha chế thử nghiệm xây dựng mô hình đầu tư thấp kết hợp sản xuất cồn khan với pha chế sử dụng sản phẩm quy mô 100.000 m3 xăng pha cồn/năm thay phần xăng khoáng (thực đô thị đông dân cư thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội ), xây dựng sách để phát triển vùng nguyên liệu sản xuất cồn sử dụng làm nhiên liệu; giai đoạn II (2010-2020) với mục tiêu pha chế khoảng triệu m3 nhiên liệu thay đáp ứng khoảng 15% lượng xăng dầu thiếu hụt, xây dựng quy hoạch để phát triển lớn cho năm Bộ Công nghiệp hoàn tất "Đề án quốc gia nhiên liệu sinh học" giai đoạn 2006-2020 để trình Chính phủ Theo đề án, giai đoạn 2006-2010, Việt Nam tiếp cận công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học từ sinh khối, xây dựng mô hình thí điểm phân phối nhiên liệu sinh học số tỉnh, thành, quy hoạch vùng trồng nguyên liệu cho suất cao, đào tạo cán chuyên sâu kỹ thuật Giai đoạn 2011-2015, phát triển mạnh sản xuất sử dụng nhiên liệu sinh học thay Khóa luận tốt nghiệp phần nhiên liệu truyền thống, mở rộng quy mô sản xuất mạng lưới phân phối phục vụ cho giao thông ngành sản xuất công nghiệp khác, đa dạng hóa nguồn nguyên liệu Trong trình nghiên cứu nhà khoa học tập trung vào nghiên cứu loại nhiên liệu tiên tiến chế tạo từ gỗ cỏ Trong nghiên cứu nhiên liệu sinh học sản xuất từ vật liệu xelulose với tên gọi "grassoline" (từ chữ grass - "cỏ" gasoline - "xăng") Nó sản xuất từ hàng chục, hàng trăm chất khác nhau: từ phế liệu gỗ dạng mạt cưa đầu thừa đuôi thẹo kết cấu gỗ, phế thải nông nghiệp thân ngô rơm rạ, chí "thực vật lượng" - loài cỏ phát triển nhanh, loại trồng chuyên dùng làm nguyên liệu đầu vào Phần lớn thực vật lượng phát triển vùng đất thảo nguyên, không dùng làm đất nông nghiệp Trên thực tế, nước ta có nhiều thuận lợi để phát triển nhiên liệu sinh học Lợi so sánh nước ta sắn Không phải ngẫu nhiên mà hầu hết doanh nghiệp ethanol nước ta chọn sắn nguyên liệu Hiện nước ta đứng thứ hai khu vực xuất sắn, năm khoảng - 4,5 triệu tấn, suất sản lượng sắn tăng nhanh tương ứng 6% 14,2% năm Theo chuyên gia, khoảng 5- 10 năm nữa, chưa có cạnh tranh với sắn sản xuất nhiên liệu sinh học Ngoài sắn, có mía đường với phụ phẩm dồi dào, chất lượng cao, thích hợp cho sản xuất nhiên liệu sinh học Như vậy, tận dụng lợi sẵn có, nước ta hoàn toàn góp tên vào đồ nước sản xuất sử dụng nhiên liệu sinh học Theo dự báo chuyên gia, đến năm 2025 Việt Nam cạn kiệt tài nguyên dầu khí, từ chỗ xuất lượng (dầu thô, than), vòng 15 năm tới Việt Nam phải nhập lượng Nhiên liệu sinh học có xu hướng trở thành lựa chọn toàn cầu Hiện có khoảng 50 nước khắp châu lục khai thác sử dụng nhiên liệu sinh học mức độ khác Brasil quốc gia sử dụng ethanol làm nhiên liệu quy mô công nghiệp từ năm 1970 Tất loại xăng quốc gia pha khoảng 25% ethanol (E25), năm tiết kiệm tỷ USD nhập dầu mỏ Mỹ quốc gia sản xuất ethanol lớn giới: năm 2006 đạt gần 19 tỷ lít, 15 tỷ lít dùng làm nhiên liệu chiếm khoảng 3% thị trường xăng, dự tính đến năm 2012 cung cấp 28 tỷ lít ethanol diesel sinh học, chiếm 3,5% lượng xăng dầu sử dụng Trung Quốc nước đầu tư lớn cho việc tập trung khai thác, sử dụng lượng tái tạo Năm 2010 đạt tỷ lít dự kiến năm 2020 đạt 10 tỷ lít Ngoài ra, Khóa luận tốt nghiệp hầu hết quốc gia thuộc châu âu có chương trình nhiên liệu sinh học Một số nước châu Phi Ghana, Tanjania tiếp cận đến nhiên liệu sinh học Ở khu vực Đông Nam Á, Thái Lan nước xây dựng triển khai chương trình nhiên liệu sinh học nước bạn Lào xây dựng nhà máy sản xuất diesel sinh học ngoại ô thủ đô Vientiane Các nghiên cứu gần cho thấy khả điều chế nhiên liệu sinh học hay hóa chất qua nhóm hợp chất trung gian furan từ sinh khối Việc sử dụng furan, chẳng hạn hydroxymethylfufuran (HMF) furfural, tiền thân nhiên liệu hydrocarbon lỏng lựa chọn để sản xuất alkan mạnh thẳng có phân tử lượng nằm khoảng thích hợp cho Diesel nhiên liệu máy bay phản lực Polysaccharides thủy phân họ monome cấu thành, mà sau bị nước chất xúc tác axit (HCl, 423 K103) với hợp chất furan với nhóm cacbonyl HMF, methylfurfural, furaldehyde (furfural) Hơn nữa, furan sản xuất từ cellulose hemicellulose phân sinh khối; đó, tảng furan sử dụng lượng lớn số có sẵn nguyên liệu lignocellulose Furfural HMF sản xuất chọn lọc tốt (ví dụ, 90%) từ xylose fructose tương ứng lò phản ứng hai pha, sản lượng thấp glucose (42% nồng độ thấp 3% trọng lượng) Quá trình sản xuất nhiên liệu lỏng từ sinh khối qua hộp chất hydroxymethylfurfuran sơ đồ hóa hình dưới: Hình 2: sơ đồ điều chế nhiên liệu sinh học từ lignoxenlulo 10 Khóa luận tốt nghiệp Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample SBA-15 9000 d=101.302 8000 7000 Lin (Cps) 6000 5000 4000 3000 d=59.567 1000 d=51.788 2000 0.5 10 2-Theta - Scale File: Do K56B mau SBA-15(2).raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 0.500 ° - End: 10.004 ° - Step: 0.008 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 12 s - 2-Theta: 0.500 ° - Theta: 0.250 ° - Chi: Hình 9: giản đồ nhiễu xạ tia X SBA-15 Từ giản đồ nhiễu xạ tia X SBA-15, thu pic ứng với d 101,302; 59,567; 51,788 với tỉ lệ 101,302: 59,567: 51,788 ~ 2:(2√3):1 tương ứng với mặt phản xạ (100) (110) (200) cấu trúc lục lăng 3.1.2.Kết chụp SEM Hình 10: Ảnh SEM SBA-15 29 Khóa luận tốt nghiệp Ảnh TEM cho thấy SBA-15 có dạng bó sợi ( hay dạng ống) xác định nối đuôi nhau, với kích thước khoảng 1µm đồng đều, tạo thành tổ hợp nhiều vi bán (giả) tinh thể dạng lục lăng 3.1.3.Hiển vi điện tử quét TEM Hình 11: Ảnh TEM SBA-15 Bằng phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua TEM thấy cấu trúc SBA-15, Khi nhìn song song với trục mao quản (hình a) nhận thấy mao quản có kích thước đồng Khi nhìn vuông góc với trục mao quản vật liệu, kênh mao quản nằm chiều song song, đồng với 3.1.4.Kết phổ hồng ngoại (IR) Phổ hồng ngoại SBA-15 thể hình 12 đây: 30 Khóa luận tốt nghiệp Hình 12: Phổ IR SBA-15 Trên phổ thu quan sát thấy cực đại hấp phụ số sóng 461, 804, 964, 1081 cm-1, đặc trưng cho dao động biến dạng đối xứng, bất đối xứng liên kết O-Si-O, Si-OH bề mặt vật liệu 31 Khóa luận tốt nghiệp Faculty Chemistry, HUS, VNU, D8 2ADVANCE-Bruker - Sample ZrO2-SBA-15 3.2 Đặc trưng xúcoftác 15% HSO /SBA-15 3.ZrO 200 3.2.1 Kết nhiễu xạ tia X (XRD) 15% HSO3.ZrO2/SBA-15 190 180 170 160 150 140 130 120 Lin (Cps) 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 20 30 40 50 60 2-Theta - Scale File: Quynh K56B mau ZrO2-SBA15.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.8 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 Hình 13: Giản đồ XRD 15% HSO3-ZrO2/SBA-15 Kết đo nhiễu xạ tia X 15% HSO 3.ZrO2/SBA-15 hóa góc hẹp cho thấy vật liệu giữ nguyên cấu trúc sau sunfat hóa Tuy nhiên chụp góc rộng không thấy pic Zirconi câu trúc vô định hình hàm lượng thấp 32 70 Khóa luận tốt nghiệp 3.2.2.Hiển vi điện tử quét SEM Hình 14: Kết chụp SEM-EDX HSO3.ZrO2/SBA-15 Kết phổ EDX cho thấy tồn có mặt S chiếm 2% khối lượng Kết với kết phổ IR khẳng định trình sunfat hóa thành công 33 Khóa luận tốt nghiệp 3.2.3.Kết phổ hồng ngoại (IR) Phổ hồng ngoại 15% HSO3.ZrO2/SBA-15 thể hình 15 đây: Hình 15: Phổ IR HSO3-ZrO2/SBA-15 Trên phổ IR mẫu SBA-15 (hình 12) cho thấy cực đại hấp phụ số sóng 461, 804 vùng băng rộng 1081-1200 cm -1 đặc trưng cho dao động biến dạng đối xứng, bất đối xứng liên kết O-Si-O, cực đại 964 cm -1 ứng với dao động nhóm Si-OH bề mặt vật liệu Trong nhóm SO42-, dao động hóa trị S=O nằm vùng số sóng từ 10001400 cm-1, S-O cho băng sóng hấp thụ từ 1120-1160 cm -1 Như vậy, vùng băng hấp thụ đặc trưng dao động nhóm SO42- nàm vùng bang rộng 1081-1200 cm-1 liên kết Si-O-Si Tuy nhiên so sánh phổ IR hai mẫu, nhận thấy, vùng hấp phụ 1000-1200 cm-1 mẫu SBA-15 ZrO2 SO42-/SBA-15 trở nên tù (hình 13) với vùng “vai hấp phụ” khoảng số sóng 1200cm-1 nho lên cao Điều đóng góp chông chập dao đông nhóm S-O nêu Như trình sunfat hóa lên oxit ZrO đạt Trên hình 13, cực đại hấp thụ 1637 cm-1 đặc trưng cho dao động liên kết Zr-O hạt nano oxit ZrO2 pha lập phương 34 Khóa luận tốt nghiệp 3.3 Kết phân tích HPLC 3.3.1 Đường chuẩn HMF Bảng 4: Kết diện tích HMF tương ứng lập đường chuẩn Nồng độ (ppm) 1.52 7.6 Diện tích pic 96565 604947 15.2 1231041 22.8 1811739 30.4 2654242 76 121.6 6531807 10344341 152 228 13420111 20209462 304 26611684 Hình 16: Đường chuẩn HMF Đường chuẩn HMF xây dựng giá trị cực đại hấp thụ bước sóng λ = 283 nm mẫu HMF chuẩn khoảng nồng độ 1.52 ÷ 304 ppm (hình 3.6) Từ phương trình đường chuẩn HMF y = 88142x – 95996 xác định nồng độ HMF mẫu thực, từ tính hiệu suất ( độ chuyển hóa ) sản phẩm HMF tạo thành phản ứng (nồng độ HMF thu theo lý thuyết 35000ppm) [HMF] = H = x 100% [HMF]: Nồng độ HMF mẫu đo HPLC ( pha loãng 10 lần) 3.2.3 Ảnh hưởng thành phần Zirconi sunfat xúc tác Qua khảo sát sơ hoạt tính ba xúc tác điều chế 100ºC, nhận thấy xúc tác HSO3.ZrO2/SBA-15 15% có hoạt tính xúc tác cao Do chọn xúc tác để khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng cho điều kiện nhiệt độ, thời gian phản ứng 35 Khóa luận tốt nghiệp 3.2.3 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng Nhiệt độ yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ chuyển hóa độ chọn lọc sản phẩm phản ứng Để khảo sát ảnh hưởng yếu tố này, tiến hành nghiên cứu phản ứng xúc tác HSO 3.ZrO2/SBA-15 (15%) 1h năm nhiệt độ khác từ 100-150º C Kết thể bảng sau: Bảng : Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng Nhiệt độ (oC) 100 120 Diện tích pic (lượng vết) 81028026 92230681 102654438 100673464 Nồng độ HMF(ppm) 920,4 1047,5 1165.7 1143.3 Hiệu suất (%) 26,30 29,93 33,31 32,67 130 36 140 150 Khóa luận tốt nghiệp Kết minh họa đồ thị sau: Hình 17: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất HMF Kết thu cho thấy, nhiệt độ phản ứng thấp (100oC) HMF không tạo thành phản ứng Hiệu suất sản phẩm thu cao nhiệt độ phản ứng 140oC đạt 30,31% Tuy nhiên tăng nhiệt độ phản ứng lên tới 150 oC hiệu suất phản ứng lại giảm Điều giải thích,do nhiệt độ cao xảy trình thủy phân HMF, nhiệt độ cao ảnh hưởng tới độ bền tâm xúc tác, dẫn tới xúc tác hoạt tính Do chon nhiệt độ 140ºC để tiến hành khảo sát phản ứng 3.2.4 Ảnh hưởng thời gian phản ứng Đối với phản ứng pha lỏng, thông thường thời gian phản ứng tăng làm tăng độ chuyển hóa Do tương tác chất phản ứng tác nhân xúc tác có thời gian tiếp xúc tăng lên Tuy nhiên thời gain phản ứng dài làm ảnh hưởng độ chọn lọc phản ứng tiêu hao lượng hóa chất ban đầu Chính đẫ tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất tạo HMF Trên sở khảo sát nhiệt độ phản ứng tiến hành khảo sát thời gian phản ứng nhiệt độ tối ưu phản ứng 140oC Thí nghiệm tiến hành thời gian khác 30 phút, 60 phút, 90 phút 120 phút, 150 phút Kết thu thể bảng sau: Bảng 6: Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất phản ứng Thời gian(phút) 30 60 90 120 150 Diện tích pic 7484142 102654438 105772519 112725164 11674232 Nồng độ HMF(ppm) 850,2 1165.7 1198,9 1280 1325,6 Hiệu suất% 24,29 33,31 34,25 36,57 37,87 Hình 18 : Sự phụ thuộc hiệu suất HMF theo thời gian phản ứng 37 Khóa luận tốt nghiệp Hiệu suất tăng nhanh kéo dài thời gian phản ứng từ 30 phút đến 60 phút (từ 24,3% lên đến 33,3%) Tuy nhiên, kéo dài thời gian phản ứng lên 150 phút, hiệu suất phản ứng tăng không đáng kể (33,3% lên đến 37,8%) Mặt khác phân tích sản phẩm thu thời gian 150 phút, quan sát thấy xuất số sản phẩm phụ tạo trình phản ứng Vì thời gian phản ứng tối ưu cho phản ứng 60 phút 38 Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN Qua trình thực đề tài khóa luận tốt nghiệp, thu kết sau: Đã tổng hợp vật liệu SBA-15 xúc tác axit HSO3-ZrO2/SBA-15 với thành phần Zirconi sunfat chiếm 5% 10% 15% xúc tác Xác định đặc trưng hóa lý xúc tác phương pháp nhiễu xạ tia X, phương pháp quang phổ hồng ngoại IR, kính hiển vi điện tử quét SEM Kết cho thấy tổng hợp thành công HSO3-ZrO2/SBA-15 Đã nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng đến trình tổng hợp HMF từ fructose xúc tác HSO3-ZrO2/SBA-15: thời gian, nhiệt độ phản ứng Hiệu suất HMF thu cao xúc tác có thành phần Zirconi sunfat 15%, nhiệt độ phản ứng 1400C Thời gian phản ứng tối ưu 1h, sau 1h phản ứng không xảy ra, hàm lượng sản phẩm phụ tăng lên đáng kể 39 Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt Hoàng Nhâm (1999) Hóa học vô T3, NXB Giáo dục, Hà Nội http://vi.wikipedia.org/wiki/Nhi%C3%AAn_li%E1%BB%87u_sinh_h %E1%BB %8Dc https://www.pvoil.com.vn/vi-VN/print/chinh-sach-chien-luoc/chien-luoc-phat-trien- nhien-lieu-sinh-hoc-cua-pv-oil/281/639 Nguyễn Đình Thành (2011), Cơ sở phương pháp phổ ứng dụng hóa học, NXB Khoa Học Kĩ Thuật Nguyễn Đình Triệu (2006), Các phương pháp vật lý ứng dụng hóa học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xuân Trung (2007), Hóa học phân tích, NXB Khoa Học Kĩ Thuật Tiếng Anh 10 11 Design D.L (1980): Design of Industrial Catalysts, Elsevier, Amsterdam F Hegarty and J Dowling, J Chem Soc., Chem., 1991, 996–997 H Hu, H Liu and Y Shi, Proteins: Struct., Funct., Genet., 1997, 27(4), 545–55 J Lewkowski, Arkivoc, 2001, (i), 17–54 Kripylo, P., Wendlandt, K.-P 1993: Heterogene Katalyse in der chemischen Technik, Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, Stuttgart 12 R.M Musau and R.M Munavu, Biomass, 1987, 13, 67 13 Richardson, J.T (1989) Principles of Catalyst Development Plenum Press, New York-London Sigma-Aldrich Catalog; Sigma-Aldrich: St Louis, MO, 2010 The Merck Index; 11 ed.; Budavari, S., Ed.; Merck & Co., Inc.: Wedler, G (1970) :Adsorption – Eine Einf ̈ uhrung in die Physisorption und Chemisorption, Verlag Chemie, Weinheim 17 Wedler, G (1982) : Lehrbuch der Physikalischen Chemie, Verlag Chemie, Weinheim 14 15 16 18 Zhang, Z and Z.K Zhao, 2009 Solid acid and microwave-assisted hydrolysis of cellulose in ionic liquid Carbohydrate Research, 344(15): 2069-2072 PHỤ LỤC 1.Kết phân tích HPLC mẫu thực 40 Khóa luận tốt nghiệp 41 Khóa luận tốt nghiệp mAU(x1,000) 4.5 283nm,4nm (1.00) 10.820 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.447 16.333 15.155 14.127 9.795 9.073 6.034 6.709 0.0 5.196 4.405 0.5 mA U(x1,000) 10.49/ 1.00 1.75 1.50 1.25 283 1.00 0.75 0.50 244 0.25 0.00 200 250 300 42 350 nm Khóa luận tốt nghiệp 43