2 CH R4R 3C+H
1.4.2. Quá trình cracking oxy hóa (Oxidative Cracking)
Thời gian gần đây, các nhà khoa học đã đưa ra khái niệm cracking oxy hóa [54, 55]. Đây là một quá trình oxy hóa phân hủy các hydrocacbon có phân tử lượng lớn với sự có mặt của xúc tác để tạo thành các hydrocacbon có phân tử lượng nhỏ hơn. Trong trường hợp này, xúc tác là tác nhân cung cấp nguồn oxy và lượng oxy bị mất trong các xúc tác được đền bù bởi hơi nước có mặt trong các hệ phản ứng này.
Thời gian đầu, các nhà khoa học đã phát hiện hệ xúc tác ZrO2-FeOx có thể đóng vai trò như một xúc tác cracking oxy hóa. Trong đó, oxit sắt cung cấp oxy hoạt động từ oxy trong mạng tinh thể. Hơi nước có mặt trong hệ phản ứng, dưới tác dụng của nhiệt độ và được xúc tác bởi oxit zirconi đã tạo thành oxy và hydro hoạt động: oxy hoạt động đền bù oxy trong mạng xúc tác oxit sắt đã bị mất trong quá trình phản ứng; hydro hoạt động có nhiệm vụ no hóa các sản phẩm tạo thành và làm giảm hàm lượng cốc ngưng tụ trong quá trình phản ứng [54, 55].
Sau đó, người ta đã phát hiện việc thêm Al2O3 vào trong hệ ZrO2-FeOx đã làm tăng hoạt tính xúc tác cracking, ở đó, Al2O3 vừa đóng vai trò là tâm axit cho phản ứng cracking xúc tác, vừa là tác nhân quan trọng làm giảm sự mất ZrO2 sau mỗi lần tái sinh theo cơ chế xảy ra sau đây, hình 1.16. Kết quả là vẫn đảm bảo được hoạt tính và độ bền xúc tác sau một thời gian phản ứng và tái sinh [55].
31
Hình 1.16. Cơ chế giảm hoạt tính và độ bền của xúc tác Zr/FeOx (a) và vai trò của Al2O3 (b) [55]