Hà m lư ợn g HP A (% Đ ộ ch uy ển hó a EA A
HPAS-3.15 HPAS-2.15 HPAS-4.15 HPAS-5.15 HPAS-6.15 Al-SBA-15-OH
Không xúc tác HPA
Sau khi khảo sát và đặc trưng cấu trúc xúc tác HPA trên chất mang Al-SBA- 15 đã loại chất ĐHCT bằng tác nhân oxy hóa H2O2 (HPA/Al-SBA-15-OH), có thể đưa ra một số kết luận như sau:
- Tỉ lệ Si/Al=15 là phù hợp để tổng hợp xúc tác HPA/Al-SBA-15.
- Nhóm -OH không có khả năng tạo liên kết với cả 2 dạng HPA trực tiếp và HPA thương mại, trong khi đó nhóm chức -NH4+ và -NH2 lại có thể tạo liên kết với cả hai dạng HPA.
- Nếu hai nhóm chức -NH4+ và -NH2 cùng xuất hiện trên bề mặt của chất mang Al- SBA-15, HPA sẽ ưu tiên liên kết với NH2 do HPA khó có thể đi qua các phân tử APTES cồng kềnh đã che lấp một phần mao quản để liên kết với các nhóm NH4+ có kích thước nhỏ nằm bên trong mao quản.
- HPA (với cả hai dạng acid HPA và HPA tổng hợp trực tiếp) gắn lên trên chất mang thông qua nhóm -NH4+ thì có hoạt tính xúc tác trong phản ứng tổng hợp fructone tốt hơn là HPA gắn qua nhóm NH2.
Từ các kết quả đặc trưng cấu trúc vật liệu và hoạt tính xúc tác của vật liệu, phương pháp gắn HPA thông qua nhóm -NH4+ trên chất mang Al-SBA-15 đã được loại bỏ chất ĐHCT bằng chất oxy hóa H2O2 là phù hợp để điều chế xúc tác dị thể HPA/Al-SBA-15 trong các phản ứng sử dụng xúc tác acid như phản ứng tổng hợp fructone.
3.1.3. Ảnh hưởng của phương pháp loại bỏ chất ĐHCT
Ngoài phương pháp loại bỏ chất ĐHCT bằng phương pháp sử dụng tác nhân oxy hóa H2O2, phương pháp nung cũng được biết đến là phương pháp truyền thống để loại bỏ chất ĐHCT trong vật liệu MQTB. Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là làm mất đi các nhóm silanol trên bề mặt vật liệu Al-SBA-15, đồng thời có thể làm mất đi các tâm Bronsted do phản ứng giữa hai tâm Bronsted tạo thành tâm Lewis [73].
Các kết quả đặc trưng của các vật liệu HPA/Al-SBA-15 sử dụng chất mang Al-SBA-15 được loại bỏ chất ĐHCT bằng phương pháp nung (kí hiệu là Al-SBA- 15- nung) được đưa ra sau đây.
Bảng 3.7. Hàm lượng HPA của các mẫu trên chất mang Al-SBA-15-nung.
Tên mẫu HPAS-1.15 HPAS-7.15 HPAS-8.15 HPAS-9.15
Quy trình (1) (7) (8) (9) Bước 1: Nung x x x x Bước 3: NH4+ x x Bước 4: NH2 x x Bước 5: HPA x x x x Hàm lượng HPA (%) 0,86 17,81 34,54 38,39
Bảng 3.7 cho thấy HPA không thể gắn lên được các nhóm -OH còn lại trên chất mang, tương tự như trong trường hợp đối với chất mang được loại bỏ chất tạo cấu trúc bằng tác nhân oxy hóa H2O2. Đối với các mẫu HPAS-8.15 và HPAS-9.15, hàm lượng HPA được cố định là khá cao, đạt tương ứng 34,54% và 38,39%. Tuy hàm lượng HPA trên các mẫu HPAS-8.15 và 9.15 cao nhưng hoạt tính xúc tác của các mẫu này lại thấp hơn hoạt tính xúc tác của mẫu HPAS-7.15, thể hiện trên Hình 3.13 (độ chuyển hóa EAA với xúc tác HPAS-7.15 là 90%, trong khi độ chuyển hóa với xúc tác HPAS-8.15 và HPAS-9.15 đạt tương ứng 57% và 58%).
100 80 60 40 20 0 20 40 60 80 100 120 Thời gian phản ứng (phút)