Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.4. Khảo sát hoạt tính xúc tác của vật liệu HKUST-1 bằng phản ứng khử hố 4-NP
3.4.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ 4-NP/NaBH4
Phản ứng khử hố 4-NP với tác nhân NaBH4 được thực hiện với các tỷ lệ 4- NP/NaBH4 là 1/5; 1/50 và 1/100 trong cùng thời gian phản ứng 10 phút, ở nhiệt độ 15 oC và xúc tác HK-Pt 2% như được trình bày trong mục 2.4.2.3. Kết quả được trình bày trên hình 3.33.
Từ hình 3.33 thấy rằng, khi thay đổi tỷ lệ 4-NP/NaBH4 thì độ chuyển hố 4-NP đều tăng dần theo thời gian phản ứng và tỷ lệ 4-NP/NaBH4 bằng 1/100 luơn cho độ chuyển
Đ ộ c h u yể n h ĩ a ( % )
XT HK-Pt 3% 250s XT HK-Pt 3% 200 s XT HK-Pt 3% 150s XT HK-Pt 3% 100 s XT HK-Pt 3% 50s 4-NP+ BH4 (0s)
hố cao nhất trong cùng thời gian phản ứng. Theo cơ chế Langmuir-Hinshelwood: cả hai chất phản ứng cần phải được hấp phụ trên bề mặt của chất xúc tác trước khi phản ứng nên thời gian đầu là thời gian khuếch tán các chất phản ứng đến bề mặt chất xúc tác và hấp phụ lên trung tâm phản ứng.
Hình 3.33. Độ chuyển hĩa 4-NP khi sử dụng tỷ lệ 4-NP/NaBH4 khác nhau.
Theo nghiên cứu của Kưnig và cộng sự [118], hằng số hấp phụ của 4-NP cao hơn 100 lần so với NaBH4 nên khi giảm tỷ lệ NaBH4 thì thời gian hấp phụ để đạt đến giá trị
nồng độ thích hợp cho phản ứng sẽ dài hơn. Mặt khác, việc sử dụng NaBH4 với nồng độ cao sẽ đảm bảo điều kiện phản ứng giả bậc nhất, tốc độ khử cĩ thể được coi là độc lập với nồng độ NaBH4 trong dung dịch. Cịn khi giảm nồng độ NaBH4 thì điều kiện
giả bậc nhất khơng cịn tuân thủ tốt nên cần tính đến nồng độ thích hợp.
Theo kết quả ở trên và các nghiên cứu [79, 118, 119], quá trình khử 4-NP cĩ thể được mơ tả bằng các phương trình sau:
BH4- + 2H2O BO2- + H hoạt tính
4-NP 4-NP- + H+
Khơng xúc tác HK-Pt 1% HK-Pt 2%
HK-Pt 3%
Như vậy ở đây để khử hố 4-NP thành 4-AP với lượng lớn, nồng độ chất phản ứng cao thì cĩ thể sử dụng tỉ lệ 4-NP/NaBH4 bằng 1/5, tuy cĩ làm chậm tốc độ phản ứng ở giai đoạn đầu nhưng vẫn đạt được độ chuyển hố trên 80 % sau 250 giây phản ứng. Tỉ lệ 4-NP/NaBH4 bằng 1/5 với nồng độ hai chất ban đầu lớn được sử dụng cho các nghiên cứu tiếp theo.