CHƢƠNG III : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.5. Đánh giá trạng thái tâm xúc tác sau phản ứng
Sau phản ứng, xúc tác Au/ZrO2 đƣợc thu hồi bằng cách li tâm và ghi phổ XPS để đánh giá sự thay đổi của các trung tâm xúc tác Au.
Hình 17. Phổ XPS của điện tử Au4f từ mẫu xúc tác Au/ZrO2 thu hồi sau phản ứng Kết quả cho thấy sau phản ứng các dải năng lƣợng liên kết của điện tử Au4f không thay đổi, chứng tỏ các tâm xúc tác Au kim loại không bị thay đổi bản chất sau phản ứng. Mặt khác, cƣờng độ các peak XPS vẫn khá lớn, tƣơng đƣơng với mẫu xúc tác mới điều chế nên có thể kết luận rằng hàm lƣợng tâm xúc tác cũng không bị thay đổi sau phản ứng.
KẾT LUẬN
Sau khi nghiên cứu quá trình chế tạo xúc tác kim loại trên chất mang cho phản ứng hiddro hóa axit Levulinic thành gama-valerolactone sử dụng axit formic làm nguồn cung cấp hidro đã rút ra đƣợc một số kết luận sau:
1. Chế tạo đƣợc một số xúc tác Au/Al2O3, Au/MgO, Au/HT3, Au/ZrO2theo phƣơng pháp đồng kết tủa với hàm lƣợng 3% khối lƣợng vàng trên chất mang. 2. Xác định đƣợc đặc trƣng của các xúc tác bằng các phƣơng pháp:
Nhiễu xạ tia X: xác định đƣợc trong thành phần của xúc tác có vàng chứng tỏ glyxeryl đã khử Au(III) thành Au(0);
Hiển vi điện tử TEM: hạt xúc tác có kích thƣớc trung bình 36nm, Au phân tán tốt trong chất nền;
Phổ khối lƣợng cảm ứng plasma ICP-MS: xác định đƣợc hàm lƣợng vàng trong các mẫu vật liệu gần với tính tốn lý thuyết;
Phổ quang điện tử tia X: Xác định đƣợc trạng thái oxi hóa của vàng trong mẫu xúc tác tồn tại ở trạng thái 0.
3. Thử hoạt tính của xúc tác:
Phản ứng trong bình phản ứng kín dung tích 10 ml không thành công khi sử dụng tất cả các xúc tác đã đƣợc sử dụng, mặc dù thời gian phản ứng kéo dài đến 18 h;
Phản ứng hidro hóa LA trong vial 2ml và đặt trong autoclave: trong điều kiện làm việc của autoclave, các chất xúc tác đã thể hiện đƣợc hoạt tính. Trong đó xúc tác Au/ZrO2 tổng hợp đƣợc có hiệu suất tạo thành cao nhất GVL (14%)
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. A. Corma, S. Iborra and A. Velty (2007), “Chemical routes for the transfor- mation of biomass into chemicals”, Chem. Rev, 107, pp. 2411–2502.
2. B. V. Timokhin, V. A. Baransky and G. D. Eliseeva (1999), “Levulinic acid in organic synthesis”, Rus. Chem. Rev, 68, pp. 73–84.
3. Chu, C. J. Hawker and P. J. Pomeryand D. J. T. Hill (1997), “Intramolecular cyclization in hyperbranched polyesters”, J. Polym. Sci. Part A Polym.Chem, 35, pp. 1627–1633.
4. D. Fegyverneki, L. Orha, G. Láng and I. T. Horváth (2010), “Gamma- valerolactone-based solvents”, Tetrahedron, 66, pp.1078 – 1081.
5. D. J. Braden, C. A. Henao, J. Heltzel, C. C. Maravelias, J. A. Dumesic (2011), Green Chem, 13, pp. 1755–1765.
6. F. Giuseppe, F. Tiziana, M. Dante, C. Mealli (1991), J. Organomet. Chem. 417, pp.32 – 35.
7. Gallezot (2012), “Conversion of biomass to selected chemical products”,
Chem.Soc. Rev., 41, pp. 1538–1558.
8. H. A. Schuette, R. W. Thomas (1930), J. Am. Chem. Soc, 52, pp. 3010–
3012.
9. H. Mehdi, V. Fábos, R. Tuba, A. Bodor, L. T. Mika and I. T. Horváth (2008), “Integration of homogeneous and heterogeneous catalytic processes for a multi step conver-sion of biomass: Fromsucrose to levulinic acid, γ- valerolactone, 1,4-pentanediol, 2-methyl-tetrahydrofuran, and alkanes”, Top.
Catal, 48, pp. 49–54.
10. H. Röper (2002), “Renewable raw materials in europe - industrial utilisation of starch and sugar”, Starch - Stärke , 54, pp.89–99.
11. Kammand M. Kamm (2004), “Principles of biorefineries”, Appl. Micro- biol.Biotech-nol, 64, pp. 137–145.
12. K. Osakada, T. Ikariya, S. Yoshikawa (1982), J. Organomet. Chem, 231, pp. 79–90.
13. L. E. Manzer (2004), “Catalytic synthesis of α-methylene-γ-valerolactone: a biomass-derived acrylic monomer”, Appl. Catal, 272, pp. 249 – 256.
14. L. Qi and I. T. Horváth (2012), “Catalytic conversion of fructose to γ- valerolactone in γ-valerolactone”, ACS Catal, 2, pp. 2247–2249.
15. M. Alonso, S. G. Wettstein and J. A. Dumesic (2013), “Gamma- valerolactone, a sus-tainable platform molecule derived from lignocellulosic biomass”, Green Chem.,15, pp. 584–595.
16. M. Balat (2005), “Current alternative engine fuels”, Energy Sources, 27, pp. 569–577.
17. M. Höök and X. Tang (2013), “Depletion of fossil fuels and anthropogenic climate change - A review”, Energy Policy, 52, pp. 797 – 809.
18. P. Lange, E. van der Heide, J. van Buijtenen and R. Price (2012), “Furfural- A promising platform for lignocellulosic biofuels”, ChemSusChem, 5, pp.
150–166.
19. P. McKendry (2002), “Energy production from biomass (part 1): Overview of biomass”, Bioresour. Technol, 83, pp. 37– 46.
20. P. Lange, J. Z. Vestering and R. J. Haan (2007), “Towards bio-based nylon: conversion of γ-valerolactone to methyl pentenoate under catalytic distilla- tion conditions”, Chem. Commun, pp. 3488–3490.
21. P.P. Upare, J.M. Lee, D.W. Hwang, S.B. Halligudi, Y.K. Hwang, J.-S. Chang (2011), J. Ind. Eng. Chem, 17, pp. 287–292.
22. Rinaldi and F. Schüth (2009), “Design of solid catalysts for the conversion of biomass”, Energy Environ. Sci., 2, pp. 610–626.
23. S. Malherbe and T. E. Cloete (2002), “Lignocellulose biodegradation: Fun- damentals and applications”, Rev. Environ. Sci. Technol., 1, pp. 105–114. 24. W. B. Betts (2008), Biosynthesis and Structure of Lignocellulose, pp. 139–
155, Springer - Verlag, Berlin, Germany.
25. Werpy and G. Petersen (2004), Top Value Added Chemicals from Bio- mass.Volume I- Results of Screening for Potential Candidates from Sugars and Synthesis Gas. (Report No. DOE/GO-102004-1992), National Renewa-
ble Energy Lab., Golden,CO (US).
26. Y. Kar and H. Deveci (2006), “Importance of P-series fuels for flexible-fuel vehicles and alternative fuels”, Energy Sources, Part A, 28, pp. 909–921.
PHỤ LỤC
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
BỘ MƠN HĨA PHÂN TÍCH - KHOA HĨA HỌC
19 Lê Thánh Tơng, Hà Nội, Việt Nam ĐT: 04 38.253.503 DĐ: 0989.858.192
Ngày 27 tháng 11 năm 2015
GIẤY BÁO KẾT QUẢ PHÂN TÍCH1
Tên ngƣời gửi mẫu : HVCH Loại mẫu: Mẫu lỏng
Số lƣợng mẫu: 05 Yêu cầu phân tích: Au.
Phƣơng pháp phân tích: (Khối phổ Plasma cảm ứng ICP - MS)
STT Mẫu Nguyên tố Hàm lƣợng trong mẫu (µg/L) 1 Mẫu trắng Au 17.145 2 Au-Al2O3 9885.31 3 Au-MgO 9746.68 4 Au-HT3 9908.39 5 Au-ZrO2 9417.76 CÁN BỘ PHÂN TÍCH Nguyễn Mạnh Hà
1Chúý: - Kết quả phân tích trong giấy báo chỉ có giá trị cho mẫu do khách hàng đưa đến.
- Mẫu được huỷ sau 1 tháng.