mang lên vật liệu mao quản trung bình.
Từ năm 1992 đã có cơng bố rằng vật liệu mao quản trung bình với cấu trúc lỗ xốp trật tự rất có khả năng ứng dụng trong các q trình xúc tác, hấp phụ và tách chất bởi chúng có diện tích bề mặt cao, thể tích lỗ xốp lớn và cấu trúc lỗ xốp đồng đều nhưng chúng lại có tính axit yếu [21, 23]. Để tăng tính axit của vật liệu này, zirconi sulfat hóa đã được mang trên các vật liệu mao quản trung bình như MCM-41, FSM-16,... Sử dụng phương pháp này, vật liệu được tổng hợp có độ axit mạnh hơn so với vật liệu mao quản trung bình thơng thường. Tuy nhiên, MCM-41 có độ bền thủy nhiệt thấp nên có nhiều hạn chế trong việc ứng dụng trong thực tiễn.
Schuth và cộng sự đã tổng hợp thành công zirconia oxo photphat xốp với diện tích bề mặt lớn bằng phương pháp sử dụng chất hoạt động bề mặt. Jentoft và cộng sự cùng đã tổng hợp thành cơng zirconia sulfat hóa với cấu trúc mao quản trung bình bằng cách sử dụng chất tạo cấu trúc là Cetyltrimetyl Amoni Bromua (CTAB), một số tác giả khác thì sử dụng chất tạo cấu trúc là amin.
được tổng hợp thành cơng nhưng hoạt tính xúc tác của nó vẫn cịn thấp hơn hoặc chỉ tương đương so với zirconi sulfat hóa thơng thường trong q trình đồng phân hóa paraphin[22, 26]. Hơn nữa, độ bền nhiệt của cấu trúc meso và khả năng chống lại sự mất hoạt tính của zirconi sulfat hố mao quản trung bình vẫn cịn thấp .
1.3. VẬT LIỆU MAO QUẢN TRUNG BÌNH 1.3.1. Giới thiệu chung 1.3.1. Giới thiệu chung
Trong những thập niên vừa qua, zeolit với hệ vi mao quản và thành phần hóa học đa dạng đã được ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực như xúc tác cho phản ứng crackinh dầu mỏ, isome hóa parafin nhẹ hay hấp phụ...Tuy nhiên với kích thước mao quản < 20Ao, zeolit không phù hợp với các phân tử có kích thước động học lớn, đặc biệt là nhu cầu sử dụng dầu cặn để sản xuất các sản phẩm có giá trị ngày càng gia tăng, do nguồn dầu mỏ thế giới ngày càng cạn kiệt.
Vì vậy, việc tìm các phương pháp tổng hợp vật liệu có kích thước mao quản lớn hơn đã và đang thu hút rất nhiều sự quan tâm nghiên cứu của các nhà khoa học. Sau nhiều cơng trình nghiên cứu, vật liệu mao quản trung bình (MQTB) đã ra đời và khơng ngừng phát triển. Nó mở ra nhiều triển vọng lớn trong lĩnh vực xúc tác cũng như trong quá trình chế biến các phân đoạn nặng của dầu mỏ. Trong đó, họ vật liệu MQTB kí hiệu là M41S đang được các nhà khoa học quan tâm và gần đây là họ SBA tiêu biểu là SBA – 16.
- Đặc điểm quan trọng nhất của các vật liệu MQTB trật tự (ordered mesoporous materials) là chúng có mao quản đồng nhất, kích thước mao quản rộng, diện tích bề mặt riêng lớn, do đó vật liệu sẽ chứa nhiều tâm hoạt động ở trên bề mặt nên dễ dàng tiếp cận với tác nhân phản ứng, với những đặc điểm đó chúng rất thích hợp làm chất nền.
chia làm ba loại:
+ Vật liệu vi mao quản ( Microporous Material) có kích thước lỗ nhỏ hơn 2nm.
+ Vật liệu mao quản trung bình MQTB (Mesoporous Material) có kích thước lỗ từ 2 đến 50nm.
+ Vật liệu đại mao quản ( Macroporous Material) có kích thước lỗ lớn hơn 50 nm.
1.3.2. Vật liệu MQTB SBA-16
a. Khái quát
Năm 1998, Zhang và cộng sự [39] đã tổng hợp được họ vật liệu mới SBA-n, có cấu trúc lục lăng 2D và 3D (SBA-2, 3, 12, 15) hoặc lập phương (SBA-1, 6, 16), trong đó nổi bật là SBA-15 và SBA-16. Hai vật liệu này được tổng hợp sử dụng chất tạo cấu trúc là các chất hoạt động bề mặt copolime 3 khối Pluronic (P123: m = 20, n = 70. F127: m = 106, n = 70).
SBA-16 là silicat MQTB với kích thước mao quản từ 4-15nm dạng lồng sắp xếp dạng lập phương tâm khối 3 chiều thuộc nhóm khơng gian Im3m. SBA-16 được tổng hợp trong môi trường axit sử dụng chất hoạt động bề mặt khơng ion Pluronic và do đó cũng tạo ra mao quản phụ trong thành. Cấu trúc của SBA-16 đã được nghiên cứu, trong đó mỗi MQTB (sơ cấp) được kết nối với 8 cửa sổ mao quản (thứ cấp) bên cạnh.
Hình 1.9. Sự hình thành phức kim loại trong hốc của SBA-16
Tám cửa sổ mao quản thứ cấp này nhỏ hơn hốc MQTB sơ cấp (nằm ở tâm lập phương). Đây cũng là điều làm cho vật liệu này có nhiều tính chất lí thú. Ví dụ như trong tổng hợp phức chất, cửa sổ mao quản nhỏ đủ khoảng trống cho phối tử B và ion kim loại A chui vào trong hốc và xảy ra phản ứng trong đó, hốc đủ rộng để chứa phức kim loại với kích thước phân tử lớn hình thành bên trong, nhưng cửa sổ lại nhỏ hơn kích thước phân tử phức nên phức chất C hình thành được giữ bên trong hốc mà khơng bị mất ra ngồi mơi trường (hình 1.9) .