sử dụng xúc tác trên cơ sở HKUST-1
Xúc tác HKUST-1 chứa 2% Pt được tái sử dụng 3 lần cho kết quả phân tích khá tương đồng. Như vậy xúc tác bước đầu đã cho thấy khả năng tái sử dụng cũng như độ lặp lại của quy trình tốt.
Bảng 3.15. Kết quả tổng hợp 4-AP
Mẫu Ký hiệu
sản phẩm
Hiệu suất 4-AP so với lý thuyết, % kl Không xúc tác 4-AP0 0,0 Mẫu xúc tác 1 dùng lần 1 4-AP11 65,3 Mẫu xúc tác 1 dùng lần 2 4-AP12 64,1 Mẫu xúc tác 1 dùng lần 3 4-AP13 62,3 Trung bình 63,9
Giản đồ XRD của sản phẩm cho thấy xuất hiện pic đặc trưng của 4-AP là ở góc 2θ = 21,9o. 2900 2800 2700 2600 2500 2400 2300 2200 2100 2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 4 00 300 200 100 0 5 10 20 30 4 0 50 60 7 2-Theta - Scale
Hình 3.36. Giản đồ XRD của 4-AP
Giá trị đặc trưng trong phổ FTIR của mẫu 4-AP tinh chế chứa các vân phổ ở 3.336 và 1.612 cm-1 đặc trưng cho dao động hoá trị và dao động biến dạng của liên kết N-H trong NH2.
Hình 3.37. Phổ FTIR của mẫu 4- AP tinh chế Li n (Cps) d= 6.3 55 d= 4.3 70 d =4.1 2 0 d =4.0 41 d =3.8 6 4 d =3 .61 2 d = 3.4 33 d = 3.3 12 d =3.1 9 5 d= 3.1 06 d =2.9 5 6 d= 2.8 68 d= 2.6 14 d =2.5 7 5 d =2.4 09 d = 2.3 62 d =2.2 65 d = 2.1 57 d =2.0 8 2 d= 1. 97 6 d= 1 .9 36 d =1 .88 2 d =1.8 43 d =1.8 1 0 d= 1.7 25 d =1.7 01 d= 1 .6 38 d =1.6 18 d =1 .5 62 d =1 .46 0 d = 1.3 67
So sánh phổ 1H và 13C NMR của mẫu tinh chế với các giá trị tham khảo cho giá trị tương đồng, chứng tỏ có thể xác định là đã tổng hợp được thành công 4-AP.
Kết quả phân tích sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) của mẫu 4-AP tinh chế cho thấy mẫu 4-AP tinh chế không lẫn tạp chất, độ tinh khiết đạt tới 99,8 %.
KẾT LUẬN
1. Đã nghiên cứu một cách hệ thống các yếu tố có ảnh hưởng đến quá trình kết tinh HKUST-1 theo phương pháp nhiệt dung môi với hỗn hợp ethanol/nước. Kết quả nghiên cứu cho thấy điều kiện thích hợp cho tổng hợp HKUST-1 là sử dụng nguồn đồng Cu(OH)2, tỷ lệ dung môi ethanol/H2O = 10/20 (mL/mL), tỉ lệ Cu2+/BTC3- = 9/7,2 (mmol/mmol), phản ứng ở nhiệt độ 75 oC trong thời gian 24 giờ, sau phản ứng mẫu được rửa bằng nước, ethanol và được sấy ở 120 oC trong 6 giờ.
Sản phẩm HKUST-1 thu được có độ tinh thể 100 %, kích thước tinh thể bằng 630 nm (theo TEM), diện tích bề mặt riêng bằng 1.862 m2/g (theo Langmuir), bằng 1.468 m2/g (theo BET), trong đó bề mặt ngoài đạt 219 m2/g, cấu trúc chứa vi mao quản kiểu I, dạng H1 và chứa chủ yếu các tâm axit trung bình ở 333 oC.
Vật liệu HKUST-1 được tổng hợp có độ bền nhiệt đạt đến 450 oC trong không khí, mẫu tổng hợp có độ xốp lớn do tổng trọng lượng mất khi nung của mẫu tổng hợp bằng 73,8 % là rất cao. Bên cạnh đó HKUST-1 có hiệu suất thu được đạt đến 98,7 % tính theo Cu.
2. Đã tổng hợp được các xúc tác từ việc biến tính HKUST-1 bằng Pt với hàm lượng Pt từ 0,5 đến 3 %. Các xúc tác này đã được đặc trưng bằng các phương pháp hóa lý hiện đại cho thấy xúc tác vẫn giữ được cấu trúc xốp của HKUST-1, có độ bền nhiệt tốt trên 300 oC, chứa các tâm axit trung bình đáp ứng yêu cầu làm xúc tác cho phản ứng khử 4-NP thành 4-AP.
3. Đã khảo sát hoạt tính xúc tác của HKUST-1 tổng hợp được, HKUST-1 biến tính với Pt theo hàm lượng khác nhau và nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng khử hoá 4-NP thành 4-AP. Theo đó, mỗi yếu tố đều có ảnh hưởng đến tốc độ và hiệu suất phản ứng, điều kiện thích hợp để tiến hành phản ứng: nhiệt độ 15 oC, thời gian 60 phút, tỉ lệ 4-NP/NaBH4 = 1/5 và hàm lượng Pt trong xúc tác HKUST-1 biến tính là 2 % (HK- Pt 2%). Tại điều kiện thích hợp, độ chuyển hoá 4-NP đạt 88,6
%, độ chọn lọc 4-AP đạt 99,8 %. Mẫu xúc tác HK-Pt 2% có khả năng tái sử dụng tốt khi hiệu suất chỉ giảm 1,5% sau khi tái sử dụng lần 3.
DANH MỤC