Để làm sỏng tỏ vai trũ của xỳc tỏc trong phản ứng xỳc tỏc, đồ ỏn đó tiến hành quỏ trỡnh xỳc tỏc oxy húa Chlorobenzene trong cỏc mụi trường khỏc nhau. Quỏ trỡnh khảo sỏt được tiến hành trờn hệ thống nghiờn cứu ở cỏc điều kiện nhưđó mụ tảở trờn. Mụi trường phản ứng được lựa chọn là khụng khớ và Nitơ ( độ sạch 99,99%). Chất xỳc tỏc lựa chọn cho khảo sỏt là M41 ( được xem là chất tốt nhất) . Lượng xỳc tỏc lấy cho nghiờn cứu cú khối lượng là 0,2g. Kết quả khảo sỏt được đưa ra trờn hỡnh 4.7
Lê Minh Ph−ơng – CNMT K47 49 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Nhiệt độ (oC) Đ ộ c huy ể n hóa C 6 H 5 C l ( % )
M41 - trong khụng khớ M41 - trong khớ Nitơ
Khụng xỳc tỏc - trong khụng khớ Khụng xỳc tỏc - trong khớ Nitơ
Hỡnh 4.7: Độ chuyển húa Chlorobenzene cú xỳc tỏc M41 trong mụi trường
khụng khớ và khớ Nitơ
Từ hỡnh 4.7 cho thấy, trong trường hợp khụng cú mặt của chất xỳc tỏc, độ chuyển húa của Chlorobenzene đều rất thấp trong cả mụi trường khụng khớ và mụi trường khớ Nitơ. Điều này chứng tỏ rằng khi khụng cú mặt của xỳc tỏc trong điều kiện cú oxy (khụng khớ) hoặc khụng cú oxy ( khớ nitơ) thỡ gần như quỏ trỡnh phõn hủy Chlorobenzene khụng xảy ra hoặc cú xảy ra nhưng với độ chuyển húa rất thấp, mặc dự tiến hành trong mụi trường phản ứng ở nhiệt độ cao ( 600 ữ 800oC ).
Khi cú mặt của xỳc tỏc M41, trong mụi trường khụng khớ độ chuyển húa tăng nhanh đạt 84,58% tại 4000C và gần như ớt thay đổi nếu ta tiếp tục tăng nhiệt độ phản ứng. Cũn trong mụi trường khớ trơ,. quỏ trỡnh chuyển húa của Chlorobenzene cú xảy ra nhưng với hiệu suất chuyển húa thấp so với trong mụi trường khụng khớ, đạt giỏ trị 77,5% tại nhiệt độ là 800oC . Như vậy, cú thể khẳng định rằng với sự cú mặt của xỳc tỏc đó làm tăng quỏ trỡnh chuyển húa Chlorobenzene trong phản ứng xỳc tỏc oxy húa nhưđó nờu trờn. Điều này cú thể lý giải như sau:
Khi khụng cú mặt của xỳc tỏc vai trũ oxy húa của oxy khụng khớ đúng gúp vào độ chuyển húa hợp chất C6H5Cl trong quỏ trỡnh oxy húa là khụng lớn. Khi cú mặt của cỏc xỳc tỏc M41, nhờ cú sự tạo thành hợp chất trung gian với năng lượng hoạt húa thấp hơn nờn độ chuyển húa C6H5Cl tăng nhanh trong khoảng nhiệt độ T = 200 ữ 4000C
Như vậy, nhờ cú oxy mà cỏc tõm xỳc tỏc oxy húa trờn M41 cú thể được hoạt húa và được hoàn nguyờn, nhờđú độ chuyển húa tăng theo chiều tăng của nhiệt độ và
Lê Minh Ph−ơng – CNMT K47
50 trở nờn ổn định vỡ cỏc oxy mạng lưới mất đi ( theo cơ chế Mans-Van Krevelen [19]) lại được bự trừ bởi oxy khụng khớ.