Xúc tác Độ chuyển hóa LA (%) Hiệu suất GVL (%) Hiệu suất PA (%) Độ chọn lọc PA (%) M1 – 650oC 25.185 16.08 5.13 20.37 M2 – 650oC 18.415 9.81 4.21 22.86 M3 – 650oC 12.189 6.62 3.56 29.20 M4 – 650oC 9.891 6.04 Lƣợng vết ~ 0 M5 – 650oC 9.045 5.76 Lƣợng vết ~ 0 M6 – 650oC 8.914 5.55 Lƣợng vết ~ 0
Điều kện phản ứng: xúc tác (20mg), LA (2mmol), FA (6mmol), 0,2ml H2O, nhiệt độ phản ứng
1700C, thời gian phản ứng 12h, 40,4mg naphtalen đƣợc sử dụng là chất nội chuẩn cho tất cả các mẫu.
Hình 27. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thành phần xúc tác tương ứng bảng 13
Ở điều kiện nhiệt độ phản ứng 170oC, thời gian phản ứng 12h, nhiệt độ nung xúc tác 650oC: Các xúc tác đều có độ chuyển hóa LA thấp và cho hiệu suất tạo thành PA là khơng đáng kể. Bên cạnh đó, độ chuyển hóa của LA khi có mặt xúc tác nung ở 650oC thấp hơn nung ở 550oC và thấp hơn nhiều so với xúc tác nung ở 500oC. Điều này có thể đƣợc giải thích rõ ràng khi so sánh nhiễu xạ tia X của mẫu xúc tác M1 có thành phần gồm 70%Au:30%Ag/ZrO2 ở các nhiệt độ nung 500, 550 và 650oC, ta thấy rằng nhiệt độ nung càng cao thì thành phần pha càng rõ ràng, tinh thể hoàn hảo hơn làm cho các tâm xúc tác giảm dần.
Qua kết quả trên có thể thấy, xúc tác M1 cho hiệu suất tạo PA cao nhất so với các xúc tác khác ở tất cả các nhiệt độ nung khác nhau, xúc tác M3 – 500oCcho hiệu suất tạo PA cao thứ hai nhƣng kém hơn xúc tác chứa Ru và Ag ở cùng nhiệt độ nung 500oC. Các xúc tác có chứa Au khác cho thấy hiệu suất tạo PA kém hơn hẳn so với xúc tác chứa Ru và Ag (lƣợng tạo thành PA là không đáng kể). Điều này đƣợc giải thích nhƣ sau: cơ chế phản ứng chuyển hóa LA tạo PA gồm 2 quá trình, đầu tiên HCOOH phân hủy trên bề mặt kim loại tạo H2 và CO2, sau đó H2 trên bề mặt ZrO2 phản ứng với LA tạo PA và H2O. Kim loại Ru trên bề mặt ZrO2 có vai trị giữ [H], Ag, Au có vai trị trao đổi electron, và Ag hoạt động hơn Au dẫn đến hiệu suất tạo thành PA có sự khác biệt nhƣ trên.
Trong Hình 28, chúng tơi tổng hợp các kết quả đối với mẫu xúc tác M1 với thành phần xúc tác gồm 70%Ru:30%Ag/ZrO2 ở 4 nhiệt độ nung khác nhau 450, 500, 550 và 650oC với điều kiện phản ứng nhiệt độ 170oC, thời gian phản ứng 12h để khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ nung xúc tác có thành phần gồm 70%Ru:30%Ag/ZrO2 tới hiệu suất phản ứng chuyển hóa LA thành PA.
Hình 28. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ nung xúc tác tới hiệu suất phản
ứng
Ở cùng điều kiện phản ứng, xúc tác đƣợc nung ở 500o
C cho hiệu suất tạo PA cao nhất (khoảng 19%), hiệu suất tạo PA giảm dần khi tăng nhiệt độ lên 550oC và 650oC. Hiệu suất thấp nhất khi sử dụng xúc tác nung ở 450oC. Vì vậy, có thể kết luận nhiệt độ nung xúc tác M1 với thành phần xúc tác gồm 70%Ru:30%Ag/ZrO2 tối ƣu cho phản ứng là 500oC nên việc khảo sát ảnh hƣởng của các yếu tố đến hoạt tính xúc tác tiếp theo chúng tôi sử dụng xúc tác M1 - 500oC.
3.2.2. Khảo sát ảnh hƣởng của xúc tác, điều kiện phản ứng tới phản ứng hiđro hóa LA tạo PA
3.2.2.1. Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác