Tổng hợp và khảo sát hoạt tính xúc tác của hệ Fe-MCM-41 và Fe/MCM-41 đối với phản ứng Benzyl hóa benzen

Si-MCM-41 and Fe-MCM-41, were synthesized via the hydrothermal method with in situ incorporation of Fe (III) oxalate complex under alkaline conditions. The Fe/MCM-41 materials were synthesized via incipient wetness impregnation for comparison. The obtained materials were characterized by XRD. Both Fe-MCM-41 and Fe/MCM-41 have catalytic reactivity in Friedel - Crafts benzylation of benzen with high conversion and selectivity. Yield of diphenylmethane (DPM) was 100%. Fe-MCM-41 has higher reactivity than that of Fe/MCM-41.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng hợp và khảo sát hoạt tính xúc tác của hệ Fe-MCM-41 và Fe/MCM-41 đối với phản ứng Benzyl hóa benzenT¹p chÝ Hãa häc, T. 45 (§B), Tr. 90 - 96, 2007 TæNG HîP Vµ KH¶O S¸T HO¹T TÝNH XóC T¸C CñA HÖ Fe-MCM-41 Vµ Fe/MCM-41 §èI VíI PH¶N øNG BENZYL HãA BENZEN §Õn Tßa so¹n 15-11-2007 TrÇn ThÞ V¨n Thi, TrÇn H¶i B»ng Khoa Hãa häc, §¹i häc Khoa häc HuÕ summary Si-MCM-41 and Fe-MCM-41, were synthesized via the hydrothermal method with in situ incorporation of Fe (III) oxalate complex under alkaline conditions. The Fe/MCM-41 materials were synthesized via incipient wetness impregnation for comparison. The obtained materials were characterized by XRD. Both Fe-MCM-41 and Fe/MCM-41 have catalytic reactivity in Friedel - Crafts benzylation of benzen with high conversion and selectivity. Yield of diphenylmethane (DPM) was 100%. Fe-MCM-41 has higher reactivity than that of Fe/MCM-41. I - Më §ÇU t¸c n y thAêng cã ho¹t tÝnh thÊp, dÔ bÞ thñy ph©n v mÊt ho¹t tÝnh trong kh«ng khÝ Èm nªn V o n¨m 1992, hä vËt liÖu mao qu¶n trung rÊt khã b¶o qu¶n v g©y khã kh¨n khi sö dông.b×nh trËt tù ®Çu tiªn ra ®êi: M41S, bao gåm C¸c xóc t¸c mao qu¶n ®Aîc thay thÕ d¹ng Fe-MCM-41, MCM-48 v MCM-50 [1]. Mét trong MCM-41, Fe-SBA-15... hiÖn ®ang l lo¹i xócnh÷ng th nh viªn cña hä r©y ph©n tö n y l t¸c cã triÓn väng ®èi víi lo¹i ph¶n øng n y.MCM-41 cã cÊu tróc mao qu¶n trung b×nh s¾p Trong nghiªn cøu n y, chóng t«i kh¶o s¸t ho¹txÕp trËt tù theo m¹ng lôc l¨ng, víi ®Aêng kÝnh tÝnh cña mét sè hÖ xóc t¸c chøa s¾t ®èi víi ph¶nmao qu¶n v diÖn tÝch bÒ mÆt riªng cã thÓ ®¹t øng benzyl hãa benzen ®Ó ®iÒu chÕtA¬ng øng 100 Å v 1000 m2/g. §iÒu n y më ra ®iphenylmetan, mét hîp chÊt ®Aîc sö dôngmét triÓn väng v« cïng to lín trong rÊt nhiÒu nhiÒu trong lÜnh vùc phÈm nhuém, mü phÈm,lÜnh vùc: sinh häc, m«i trAêng, vËt liÖu ®iÖn, n«ng nghiÖp... v l chÊt trung gian quan trängthiÕt bÞ c¶m biÕn v truyÒn biÕn, ®Æc biÖt l xóc trong nhiÒu tæng hîp h÷u c¬.t¸c dÞ thÓ liªn quan c¸c ph©n tö cã kÝch thAíclín [2]. Sù thay thÕ c¸c nguyªn tö kim lo¹i II - THùC NGHIÖMchuyÓn tiÕp nhA Al, Ga, Ti, Fe, V... v o m¹ngoxit silic ®V t¹o ra c¸c hÖ xóc t¸c r¾n cã tÝnh axit 1. Tæng hîp Fe-MCM-41 v Fe/MCM-41v tÝnh oxi hãa khö thÝch hîp cho ph¶n øng C¸c mÉu xóc t¸c Fe-MCM-41 ®Aîc tængchuyÓn hãa c¸c ph©n tö cã kÝch thAíc lín [3]. hîp tõ tetraetyl ortosilicat (TEOS, Merck), s¾t Ankyl hãa theo Friedel-Craft l mét lo¹i nitrat Fe(NO3)3.9H2O (Merck) theo phA¬ngph¶n øng h÷u c¬ quen thuéc v cã rÊt nhiÒu øng ph¸p thñy nhiÖt víi chÊt t¹o cÊu trócdông trong thùc tÕ. Ph¶n øng n y thAêng ®Aîc cetyltrimetylamoni (CTAB, Aldrich). S¾t ®AîctiÕn h nh trªn c¸c xóc t¸c axit Lewis nhA FeCl3, ®Aa trùc tiÕp v o gel dAíi d¹ng s¾t oxalat. B»ngAlCl3,...[4], sau ®ã ®Aîc c¶i tiÕn b»ng c¸ch tÈm c¸ch sö dông c¸c lAîng s¾t oxalat kh¸c nhau,c¸c muèi n y lªn chÊt mang v« c¬. C¸c hÖ xóc chóng t«i ®V tæng hîp ®Aîc 11 mÉu Fe-MCM-4190cã tû lÖ Si/Fe lÇn lAît l 20, 25, 30, 35, ..., 70, ®Aîc Equitymax-5) v GC-MS Agilen 6890 plus.ký hiÖu tA¬ng øng M20, M25, M30, M35, ...,M70. MÉu Si-MCM-41 ®Aîc tæng hîp trong III - KÕT QU¶ V$ TH¶O LUËNcïng ®iÒu kiÖn nhAng kh«ng cã s¾t oxalat, sÏ®Aîc dïng l m chÊt mang ®Ó ®iÒu chÕ Fe/MCM- 1. Tæng hîp Fe-MCM-41 v Fe/MCM-4141 b»ng phA¬ng ph¸p tÈm. Gi¶n ®å nhiÔu x¹ tia X cña mét sè mÉu Fe- B»ng phA¬ng ph¸p tÈm s¾t nitrat trong dung MCM-41 (tû lÖ Si/Fe 45 ÷ 65) ®Aîc tr×nh b ym«i etanol tuyÖt ®èi lªn Si-MCM-41, chóng t«i trªn h×nh 1. C¸c mÉu ®Òu cã pic nhiÔu x¹ cñathu ®Aîc 6 mÉu Fe/MCM-41 cã tû lÖ Si/Fe lÇn mÆt 100 víi cAêng ®é m¹nh v kh¸ s¾c nÐt, thÓlAît l 20, 30, 40, 50, 60, 70 víi ký hiÖu tA¬ng hiÖn tû phÇn mao qu¶n trung b×nh trong mÉu løng T20, T30, T40, T50, T60 v T70. C¸c quy kh¸ cao. C¸c mÉu vËt liÖu víi tû lÖ Si/Fe tõ 45 -tr×nh ®iÒu chÕ xóc t¸c ®V ®Aîc tr×nh b y trong 55 cßn cã thªm c¸c pic nhiÔu x¹ râ nÐt tA¬ngnghiªn cøu trAíc ®©y [5]. øng víi vÞ trÝ nhiÔu x¹ t¹i c¸c mÆt 110 v 200,2 ...