CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÁN VÀ CỐ ĐỊNH HPA TRÊN HPA
1.4.4. Phương pháp cố định muối của HPA trên bề mặt chất mang
Axit HPA được ứng dụng nhiều trong ngành cơng nghiệp hóa học do có tính axit cao và có tính oxi hóa khử. Mặc dù ở dạng rắn nhưng axit HPA tan nhiều trong nước và các dung môi phân cực thành dạng xúc tác đồng thể có diện tích bề mặt thấp và không thể tái sử dụng trong các quá trình tổng hợp. Để vượt qua những hạn chế trên, dạng muối của HPA được điều chế bằng cách trao đổi proton của HPA với các cation như Cs+, K+, NH4+, Rb+,… tạo thành muối không tan trong nước và có diện tích bề mặt lớn (>100 m2/g) [21]. Tuy nhiên, các muối của HPA có độ bền thủy nhiệt kém, có dạng huyền phù trong mơi trường phân cực gây khó khăn trong q trình lọc. Vì vậy, nhiều nghiên cứu đã tiến hành đưa muối của HPA lên các chất mang như vật liệu silica oxit, MCM-41, MCM-48, SBA-15,.. Hoạt tính xúc tác của các loại vật liệu này được kiểm chứng thơng qua phản ứng akyl, acyl hóa, phản ứng este hóa,….[22]
Năm 2014, Chamark và cộng sự [23] đã tiến hành gắn muối Cs của HPA lên vật liệu SBA-15 thơng qua quy trình hai bước bằng phương pháp tẩm. Bước một, muối Cs2CO3 được đưa vào chất mang. Cation Cs+ gắn lên bề mặt mao quản trung bình thơng qua sự tương tác giữa nhóm silanol và Cs2CO3. Sau đó, một lượng HPA với tỉ lệ Cs:H xác định được đưa lên vật liệu. Muối kết tủa của Cs và HPA được hình thành trong mao quản của SBA-15 thơng qua sự tương tác giữa axit HPA và ion Cs+ trong bước tẩm thứ hai. Kết quả đặc trưng cấu trúc cho thấy vật liệu vẫn giữ được cấu trúc lục lăng điển hình của SBA-15 khi đưa muối Cs/HPA lên chất mang. Vật liệu cũng cho hoạt tính xúc tác axit rất triển vọng.
Muối amoni của HPA cũng đã được Fangli Jing và cộng sự đưa lên các loại chất mang khác nhau như SBA-15, ZrO2/SBA-15, SiO2 ứng dụng trong phản ứng oxi hóa chọn lọc isobutene thành methacrylic axit. [24]
Khác với SBA-15, vật liệu Al-SBA-15 có các tâm Bronsted [AlO4-], dễ dàng trao đổi ion để tạo thành các tâm NH4+ và Cs+ liên kết với chất mang dưới dạng ion bù trừ điện tích khung. Khi đưa HPA lên, proton H+ của HPA sẽ trao đổi ion với các tâm NH4+ và Cs+ tạo thành muối của HPA trong mao quản vật liệu. So với phương pháp tẩm được thực hiện trên chất mang SBA-15, HPA được phân bố đồng đều tại các vị trí tâm Bronsted xác định trên Al-SBA-15. Do đó, việc nghiên cứu gắn HPA lên vật liệu Al-SBA-15 bằng cách trao đổi ion với các tâm NH4+, Cs+ là điểm mới của đề tài.