Download miễn phí Đề tài Tổng hợp và sử dụng rây phân tử VAPO cho phản ứng oxy hóa n-Hexan
Môc lôc
MỞ ĐẦU 3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
I. RÂY PHÂN TỬ ALUMINOPHOTPHAT 4
I.1 Giới thiệu chung 4
I.2 Cấu trúc và phân loại 4
I.3 Thay thế đồng hình trong AlPO4-n 8
I.4 Tính chất của các vật liệu trên cơ sở rây phân tử aluminophotphat 11
II. RÂY PHÂN TỬ VAPO 12
II.1 Giới thiệu về rây phân tử VAPO 12
II.2 Thay thế đồng hình V trong AlPO4-n 13
II.3 Ứng dụng của xúc tác VAPO 16
II.4 Lý thuyết quá trình tổng hợp rây phân tử VAPO 17
II.5 Vai trò của chất tạo cất trúc 18
III. PHẢN ỨNG OXY HÓA 20
III.1 Phản ứng oxy hóa xúc tác đồng thể 21
III.2 Phản ứng oxy hóa xúc tác dị thể 22
III.3 §éng häc ph¶n øng oxy hãa xóc t¸c dÞ thÓ 24
III.4 Ph¶n øng oxy hãa n-parafin 25
CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28
I .PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ XÚC TÁC 28
I.1 Nguyên tắc tổng hợp 28
I.2 Các bước tiến hành 29
II CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG XÚC TÁC 31
II.1 Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) 31
II.2 Phương pháp kính hiển vi điện tử quét SEM( Scaning Electronic Microsope ) 32
III. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHẢN ỨNG OXY HÓA 33
III.1 Sơ đồ phản ứng 33
III.2 Phân tích sản phẩm 34
Ch¬ng iii: kÕt qu¶ vµ th¶o luËn 36
I. NGHI£N CøU §ÆC TR¦NG Xóc T¸C 36
I.1 ¶nh hëng cña nguån Vanadi 37
I.2 ¶nh hëng cña chÊt t¹o cÊu tróc 39
II. NGHI£N CøU PH¶N øng oxy n-hexan trªn hÖ xóc t¸c 43
II.1 ¶nh hëng cña nhiÖt ®é 44
II.2 ¶nh hëng cña tèc ®é thÓ tÝch 45
II.3 ¶nh hëng cña chÊt t¹o cÊu tróc 47
KÕt luËn 52
TµI liÖu tham kh¶o 53
Phô lôc 55
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
ể có cất trúc xác định → Tinh thể có cấu trúc bền vững nhất.Trong các giai đoạn trên thì giai đoạn tạo mầm tinh thể là quan trọng nhất và quyết định dạng cất trúc tinh thể sản phẩm được hình thành sau này. Giai đoạn này phụ thuộc vào các đơn vị cấu trúc có sẵn trong dung dịch, các tác nhân tạo cất trúc, thời gian và nhiệt độ kết tinh…Thông thường các rây phân tử được kết tinh trong khoảng nhiệt độ 100÷ 300oC, song gần đây nhiều nghiên cứu đang được tiến hành nhằm kết tinh tạo nhiệt độ thấp, dưới 90oC.
II.5 Vai trò của chất tạo cất trúc
Chất tạo cấu trúc là rất quan trọng trong quá trình hình thành vật liệu rây phân tử. Chúng giữ vai trò phức tạp và tác hợp với các nguyên liệu khác để định hướng, sắp xếp các đơn vị cấu trúc vô cơ cũng như lấp đầy các lỗ xốp và cân bằng điện tích của khung cấu trúc đẫn tới sự ổn định và bền của vật liệu aluminophotphat .
Tác dụng của chất tạo cất trúc thể hiện ở hai mặt:
- Ảnh hưởng đến quá trình gel hóa và tạo nhân: Sắp xếp lại các đơn vị TO4 thành khối đặc biệt xung quanh tác nhân tạo cấu trúc tạo nên hình thái định trước cho quá trình tạo nhân và phát triển tinh thể.
- Làm giảm thế hóa của mạng lưới tạo thành. Sự có mặt của template đã làm ổn định mạng lưới nhờ các tương tác ( các liên kết hydro và tương tác tĩnh điện và hơn nữa còn kiểm soát được sự hình thành đặc thù rây phân tử thông qua hình thái của chúng ( hình dạng và kích thước)). Các chất tạo cấu trúc chứa đầy trong các mao quản được hình thành trong quá trình kết tinh. Trong quá trình nung sản phẩm sau này, các template này sẽ bị phá hủy thoát ra để lại các mao quản rỗng.
Tất cả các chất sử dụng làm template đều phải thoã mãn các yêu cầu sau:
- Có khả năng hòa tan tốt trong dung dịch
- Bền dưới các điều kiện tổng hợp
- Có khả năng làm bền khung rây phân tử tạo thành
- Tách được ra khỏi rây phân tử mà không phá hủy khung tinh thể
Trong quá trình tổng hợp vật liệu aluminophotphat hàng loạt chất tạo cấu trúc khác nhau đã được sử dụng. Thực ra, vai trò của các chất tạo cất trúc trong việc hình thành dạng cấu trúc mao quản aluminophotphat chưa rõ ràng và vẫn tiếp tục làm sáng tỏ.
*Phân loại chất tạo cấu trúc (template):
Có 3 loại template: loại phân tử trung hòa, loại phân tử tích điện, loại cặp ion. Chúng có thể là hợp chất hữu cơ hay vô cơ tùy loại.
Loại phân tử hữu cơ tích điện (các cation):
Loại này chiếm vị trí rất quan trọng trong tổng hợp vật liệu rây phân tử vì nó không chỉ là nhân tố định hướng cấu trúc mà còn ảnh hưởng tới tốc độ quá trình tổng hợp vật liệu rây phân tử. Các cation thường được sử dụng là cation kim loại kiềm (Na+, Li+, Cs+, K+, Rb+, Ca2+, Sr2+…), cation tetra alkyl amoni ( TMA+, TEA+, TPA+, dihydroxyl etyl dimetyl amoni ), các muối diakyl triakyl…
Loại phân tử trung hòa:
Dạng phổ biến nhất là nước. Nó vừa là môi trường phản ứng, lại vừa thúc đẩy tạo dạng cấu trúc cho vật liệu rây phân tử trong quá trình phát triển tinh thể bằng cách choán đầy các hệ lỗ nhỏ và do đó làm bền mạng lưới lỗ xốp.
Ngoài ra thuộc nhóm này còn có các amin, ete, rượu bậc 1, rượu bậc 2, rượu bậc 3…
Loại cặp ion:
Loại cặp ion như các muối NaCl, KCl, KBr, CaF2, BaCl2, BaBr2…cũng có khả năng làm bền cấu trúc mao quản khi chúng tồn tại trong hệ lỗ xốp của vật liệu rây phân tử.
* Trong lĩnh vực xúc tác dựa trên cơ sở rây phân tử aluminophotphat, chất tạo cấu trúc thuộc loại phân tử hữu cơ tích điện và loại phân tử trung hòa điện đang được các nhà khoa học sử dụng nhiều nhất [ 16, 17, 18, 19].
III. PHẢN ỨNG OXY HÓA
Trong các phản ứng hữu cơ khái niệm cho và nhận điện tử theo định nghĩa “oxy hóa khử” sử dụng rất khó khăn bởi vì trong các phản ứng hữu cơ quá trình thay đổi điện tử thường xác định rất khó khăn hay không xác định được, do đó nó không thuộc loại phản ứng ion hóa. Do đó người ta người ta đưa ra định nghĩa oxy hóa trong hoá học hữu cơ như sau: quá trình oxy hóa trong hóa học hữu cơ là quá trình đưa thêm nguyên tử oxi vào phân tử hữu cơ hay loại đi một hay nhiều nguyên tử hydro của phân tử[7].
Quá trình oxy hóa có thể chia làm hai loại: phản ứng oxy hóa tự xúc tác và phản ứng oxy hóa có xúc tác. Phản ứng chuỗi gốc là phản ứng đặc trưng của phản ứng tự xúc tác, nó có thể khởi động bằng sự tạo gốc. Các chất phụ gia để tạo gốc có thể là các peroxit, các hợp chất azo… mà bản thân nó đễ dàng phân hủy thành gốc tự do khi chịu tác dụng của ánh sáng hay nhiệt độ. Trong những trường hợp đặc biệt, tự bản thân nguyên liệu đem oxy hóa cũng sản sinh ra các gốc tự do để khơi mào cho phản ứng oxy hóa đó, hiện tượng như thế này gọi là “tự oxy hóa”. Trường hợp này chất khơi mào sẽ bị phân hủy trong quá trình phản ứng và nó sẽ tham gia một phần vào việc cấu thành sản phẩm.
Phản ứng oxy hóa có xúc tác có thể là “oxy hóa xúc tác đồng thể” và “oxy hóa xúc tác dị thể”.
III.1 Phản ứng oxy hóa xúc tác đồng thể
Oxy hóa xúc tác đồng thể về bản chất giống với phản ứng tự oxy hóa. Vai trò của xúc tác trong trường hợp này chỉ là phân hủy các peroxit, nhờ vậy một phần nó đảm bảo các gốc tự do để phản ứng tiếp tục, phần khác nó ngăn chặn sự tích tụ các peroxit gây nổ nguy hiểm trong hỗn hợp phản ứng. Các xúc tác sử dụng trong trường hợp này là các ion kim loại có hóa trị thay đổi như Co, Mn, Cu, Fe…
Người ta cũng chứng minh được rằng trong phản ứng đồng thể ở thể lỏng sử dụng nguồn oxi bằng việc sục không khí hay khí oxi thì chỉ có khí oxi ở trạng thái hòa tan trong chất lỏng mới tham gia được vào phản ứng, còn oxi ở thể khí không hòa tan thì không thể tham gia vào phản ứng[7].
Trong oxy hóa xúc tác đồng thể sử dụng các ion kim loại có hóa trị thay đổi làm xúc tác thì dưới tác dụng của ion kim loại gốc hydrrocacbon được tạo ra, các gốc này tác dụng với oxi tạo thành các gốc peroxit. Trong quá trình phản ứng các gốc peroxit tạo thành cũng bị các ion kim loại phân hủy.
RH + Me3+ → R• + Me2+ + H+
R• + O2 → ROO•
ROO• + RH → ROOH + R•
ROOH + Me3+ → ROO• + Me2+ + H+
ROOH + Me2+ → RO• + Me3+ + OH-
Các phản ứng nêu trên ở những góc độ khác nhau thì có những lợi ích nhất định của nó. Việc phân hủy các peroxit một phần đảm bảo nồng độ các gốc tự do cần thiết cho phản ứng, phần khác ngăn cản nồng độ các hợp chất peroxit cao vượt quá giới hạn quy định dẫn đến sự nổ nguy hiểm.
Vì các gốc tự do sinh ra trong quá trình dễ dàng đồng phân hóa và các sản phẩm tạo thành dễ bị oxy hóa hơn các hydrocacbon ban đầu nên quá trình oxy hóa hóa đồng thể thường có độ chọn lọc thấp.
III.2 Phản ứng oxy hóa xúc tác dị thể
Phản ứng oxy hóa xúc tác dị thể xảy ra qua giai đoạn tạo phức trung gian xác định và do vậy về nguyên tắc phản ứng oxy hóa có tính chọn lọc cao. Sản phẩm tạo ra dễ dàng tách ra khỏi xúc tác bằng các phương pháp hóa lý đơn giản, nên việc thu sản phẩm cũng như thu hồi xúc tác đã qua sử dụng thuận lợi hơn so với quá trình oxy hóa đồng thể. Vì các lý do trên, hiện nay trong công nghiệp...