Điều chế xúc tác bằng phương pháp vi nhũ và những ứng dụng

Tóm tắt: Phương pháp vi nhũ có nhiều ứng dụng rộng rãi từ thu hồi dầu (oil recovery) tới tổng hợp vật liệu hạt có kích thước nano (nanoparticles). Việc thực hành đầy đủ đầu tiên của hệ vi nhũ nước trong dầu (w/o) để tổng hợp vật liệu nano được giới thiệu năm 1982 và tập trung vào vật liệu nano của kim loại quý cho những ứng dụng xúc tác. Từ đó, phương pháp này có một ứng dụng được mở rất rộng trong lĩnh vực xúc tác, từ các phản ứng xảy ra ở nhiệt độ phòng.như...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều chế xúc tác bằng phương pháp vi nhũ và những ứng dụng Điều chế xúc tác bằng phương pháp vi nhũ và những ứng dụngTóm tắt:Phương pháp vi nhũ có nhiều ứng dụng rộng rãi từ thu hồidầu (oil recovery) tới tổng hợp vật liệu hạt có kích thướcnano (nanoparticles). Việc thực hành đầy đủ đầu tiên củahệ vi nhũ nước trong dầu (w/o) để tổng hợp vật liệu nanođược giới thiệu năm 1982 và tập trung vào vật liệu nanocủa kim loại quý cho những ứng dụng xúc tác. Từ đó,phương pháp này có một ứng dụng được mở rất rộng tronglĩnh vực xúc tác, từ các phản ứng xảy ra ở nhiệt độ phòngnhư isome hóa butan tới các phản ứng nhiệt độ cao nhưphản ứng cháy có xúc tác metan.Bài báo này sẽ chỉ ra giới hạn thuật ngữ vi nhũ bằng việcnhấn mạnh vào những tính chất thiết yếu của việc điều chếxúc tác dị thể theo một sự mô tả tổng quát của cách điềuchế vật liệu xúc tác từ vi nhũ. Một số mẫu có tính chất đặcbiệt đối với kích thước, phân bố kích thước và cấu trúc bềmặt. Do đó, những vật liệu này trong một số trường hợp tốthơn xúc tác hoạt động và/hoặc chọn lọc.I. Giới thiệu:Thuật ngữ vi nhũ được đề cập đến bởi Schulman và Friendtrong thập niên 40. Từ thời gian này, vi nhũ có một lĩnhvực ứng dụng rộng lớn, từ hoàn nguyên dầu tới tổng hợpvật liệu nano, chẳng hạn những thông báo của Chhabratrong những bài báo từ 1997.Ý tưởng sử dụng vi nhũ trong điều chế xúc tác được Gaultđề cập đầu tiên khi cộng tác với Friberg. Khi đó Gault đangnghiên cứu sự liên hệ giữa kích thước của xúc tác kim loạichuyển tiếp và sự chọn lọc trong phản ứng hydrogenolysisvà isome hóa hexan. Phương pháp thường được ứng dụngthời đó và tận tới ngày nay để điều chế xúc tác kim loại làkĩ thuật tẩm. Với phương pháp này, có thể tạo được nhữnghạt kim loại nhỏ mặc dù rất khó để phân bố vào trongnhững hạt có kích thước nhỏ. Dùng phương pháp tẩm, dạngcủa chất mang xúc tác có ảnh hưởng tới cấu trúc và kíchthước hạt kim loại. Thêm vào đó, việc tổng hợp vật liệulưỡng kim loại lại càng khó hơn. Do cấu trúc đặc biệt củavi nhũ, người ta hy vọng nó hình thành môi trường thíchhợp cho việc tạo ra những hạt nano kim loại trên chất hệphân bố kích thước hẹp cũng tốt như hạt nhiều kim loại.Tổng hợp hạt nano kim loại được Boutonnet thông báo đầunhững năm 1980.Bài báo này đưa ra những chỉ dẫn về hệ vi nhũ và giải thíchtại sao những hệ này thích hợp cho việc tạo hạt nano, đặcbiệt là cho những ứng dụng xúc tác. Với những dạng ứngdụng khác của hệ vi nhũ, người đọc có thể tham khảonhững bài báo đã được Kon-no, Schomacker và Klier xuấtbản. Trong những báo cáo đầu tiên về sử dụng hệ vi nhũtrong việc tạo ra xúc tác kim loại quý, thường là Pt, hoặcdạng hợp phần hoạt động khác chẳng hạn Cu, hệ hai kimloại (Au-Pt) và vật liệu oxit (perovskites – CaTiO3) đã tạođược thành công bằng phương pháp này. Những ví dụ khácđã được nêu ra trong bài báo này cho thấy lĩnh vực rộng rãicủa việc ứng dụng phương pháp này trong xúc tác. Cầnnhấn mạnh rằng bài báo này chỉ có ý định thảo luận xácđịnh với những hệ xúc tác được điều chế bằng phươngpháp vi nhũ đã chứng minh được.