Xuc tac chuyen pha hóa lý

XÚC TÁC CHUYỂN PHA Phase Transfer Catalysis – PTC đây là trường hợp phản ứng chuyển pha.. Tốc độ chậm là do nồng độ chất phản ứng trong pha này thường rất thấp so với trong pha kia.. Ð

ĐẠI HỌC BÀ RỊA – VŨNG TÀU

XÚC TÁC CHUYỂN PHA

Giảng viên: Diệp Khanh

XÚC TÁC CHUYỂN PHA

(Phase Transfer Catalysis – PTC)

đây là trường hợp phản ứng chuyển pha Tốc độ

chậm là do nồng độ chất phản ứng trong pha này thường rất thấp so với trong pha kia Ðể tăng tốc phản ứng trong trường hợp này xúc tác cần có khả năng chuyển chất phản ứng từ pha này sang

 PTC không những xúc tác cho các phản ứng giữa các chất chỉ tan trong một trong hai pha dung môi không trộn lẫn (pha hữu cơ và pha nước), nó còn tăng độ chọn lọc, giảm chi phí dung

chuyển khối từ pha này sang pha khác

…

KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Xúc tác chuyển pha phải có cation trong cấu trúc có tính

ưa dầu cao (có ái lực mạnh với dung môi hữu cơ) Các chất xúc tác được thường được sử dụng phần lớn trong PTC là: các muối ammonium bậc bốn (Quat) và phosphonium bậc 4 và các eter crown Ví dụ như:

Thông thường, trong PTC lỏng/lỏng thì dung môi thường sử dụng là dung môi hữu cơ như: toluen, chlorobenzen, HC

Cơ chế của phản ứng PTC

- Trong mọi trường hợp, khi có hỗn hợp hai chất lỏng không trộn lẫn, ví dụ: nước chứa muối (là bazo hay nucleophil)

và một pha hữu cơ chứa chất cần phản ứng (R+ ) với muối

ở pha nước (Nu-) Khi bổ xung xúc tác PTC (thường chứa cation ưa dầu) vào hỗn hợp, xúc tác thường tan được ở cả hai pha sẽ thực hiện chức năng cầu trung chuyển anion dư

từ pha nước vào pha hữu cơ:

sự chuyển tới pha cân bằng

 Khi một hạt ái nhân (nucleophil) hoặc bazơ có mặt trong pha hữu cơ thì sẽ xảy ra sự thay thế hoặc loại bỏ proton để tạo sản phẩm phản ứng

Different pathways for PTC: a the classic Starks (Charles Starks in the early 1970s)

extraction mechanism; b the Makosza interfacial mechanism

Cơ chế của xúc tác chuyển pha

 Ví dụ:

 Ích lợi của việc sử dụng PTC

- Tăng hiệu suất của phản ứng, giảm thời gian quay vòng, tăng hiệu năng của thiết bị và dễ tiến hành => Giảm giá thành sản xuất

- Giảm thiểu sự sử dụng dung môi nguy hại, Tăng độ chọn lọc và chất thải ra môi trường

*Các phản ứng sử dụng PTC trong điều kiện bazơ mạnh (được bazo hóa bởi các chất:NaOH, KOH, K2CO3, NaH)

 Các quá trình sử dụng PTC trong công nghiệp

CATALYST CHARACTERIZATION

 Bulk Physical Properties

 Bulk Chemical Properties

 Surface Chemical Properties

 Surface Physical Properties

Bulk Chemical Properties

Surface Properties

Physical properties of catalysts

(comparative)

nm) and meso pores

Catalysts Characterization

Characteristics Methods

Surface area, pore volume & size N 2 Adsorption-Desorption Surface area analyzer

(BET and Langmuir)

Spectroscopy

Phases present & Crystallinity X-ray Powder Diffraction, TG-DTA (for precursors)

Dispersion, SA and particle size of active metal CO Chemisorption, TEM

BET Surface Area Analyzer

Surface area, Pore Volume, Pore Size & Pore size distribution

Major role of Chemical Engineer with Chemists for Hardware

CZCEA2 CZA2

P2CZCeA

Surface Area and Pore size Distribution

P3CZA P2CZCeA

Chemisorption Analyzer

Dispersion, Metal Surface area and Metal Particle size; TPR, TPO, TPD

TGA/DTA Analyzers

Coke measurement

& TPO