Trong quá trình nghiên cứu và tiến hành thực nghiệm, đề tài luận án đã thu được một số kết quả sau: 1. Hệ xúc tác dị thể siêu acid HPA cố định trên chất mang MQTB Al-SBA-15 đã được chế tạo thành công và ứng dụng làm xúc tác cho phản ứng tổng hợp chất tạo hương fructone. Vật liệu Al-SBA-15 có tỉ lệ Si/Al = 15 phù hợp để làm chất mang cố định HPA với hàm lượng HPA cao (24,28%) và hoạt tính xúc tác tốt (độ chuyển hóa ethyl acetoacetate đạt 93,49%). 2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp vật liệu xúc tác HPA/Al-SBA- 15 đã được khảo sát: phương pháp loại bỏ chất định hướng cấu trúc của chất mang, các nhóm chức gắn trên bề mặt chất mang, phương pháp gắn acid HPA (phương pháp ngâm tẩm và phương pháp tổng hợp HPA trực tiếp). Vật liệu HPA gắn trên chất mang Al-SBA-15 được loại bỏ chất định hướng cấu trúc bằng việc sử dụng tác nhân oxi hóa H2O2 có hàm lượng HPA cao và hoạt tính xúc tác acid tốt hơn trong phản ứng tổng hợp fructone so với vật liệu HPA gắn trên chất mang được loại chất định hướng cấu trúc bằng phương pháp nung thông thường. Khả năng cố định HPA trên chất mang Al-SBA-15 bị ảnh hưởng bởi các nhóm chức khác nhau trên bề mặt chất mang. Nhóm -OH không có khả năng tạo liên kết với cả acid HPA tổng hợp trực tiếp và acid HPA ngâm tẩm, theo đó hàm lượng HPA cố định trên chất mang chưa đạt 1%. Trong khi đó, nhóm chức Cs+, -NH4+ và -NH2 có thể tạo liên kết tốt với cả hai dạng acid HPA ngâm tẩm và tổng hợp trực tiếp. Nhóm chức -NH2 mặc dù có khả năng cố định HPA tốt trên chất mang (hàm lượng cao) nhưng vật liệu chứa nhóm chức -NH2 lại cho hoạt tính xúc tác acid thấp hơn các vật liệu chỉ chứa nhóm -NH4+. Cụ thể, khi cố định acid HPA bằng phương pháp ngâm tẩm, hàm lượng HPA gắn trên chất mang Al-SBA-15 qua nhóm -NH4+ đạt 24,28% (mẫu HPAS-3.15), qua nhóm -NH2 đạt 35,24% (mẫu HPAS- 4.15), tuy nhiên, độ chuyển hóa ethyl acetoacetate trong phản ứng tổng hợp fructone khi sử dụng xúc tác HPAS- 4.15 thấp hơn so với xúc tác HPAS-3.15 (64,47% so với 93,49%).
134 trang |
Chia sẻ: huydang97 | Ngày: 27/12/2022 | Lượt xem: 683 | Lượt tải: 3
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận án Nghiên cứu tổng hợp xúc tác dị thể siêu Acid cố định trên các chất mang Al-SBA-15 VÀ ZSM-5/SBA-15 ứng dụng trong phản ứng tổng hợp Fructone, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
t, với độ chuyển hóa EAA lên đến 94%. Các
mẫu HPA/HZSC với tỉ lệ Si/Al là 30 và 70 có hoạt tính xúc tác gần bằng nhau (89,8%
và 89,4%). Như vậy sự có mặt của HPA đã làm tăng độ acid của chất mang (như kết
quả TPD-NH3 đã chỉ ra), do đó mà hoạt tính xúc tác của vật liệu cho phản ứng tổng
hợp fructone tăng lên đáng kể.
19.6 18.33
15.18
13.74
12.54
0
5
10
15
20
Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5
H
àm
lư
ợ
n
g
H
P
A
(
%
)
Số lần rửa
96
20 40 60 80 100 120
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Đ
ộ
ch
u
y
ển
h
ó
a
E
A
A
(
%
)
Thời gian phản ứng (phút)
HPA/HZSC-30
HPA/HZSC-50
HPA/HZSC-70
HZSC-50
Hình 3.43. Hoạt tính xúc tác của các mẫu HPA/HZSC với các tỉ lệ Si/Al khác nhau.
(Điều kiện phản ứng: khối lượng xúc tác là 3%; dung môi iso-octane, tỉ lệ EAA: EG
= 1:1,5.)
Với hoạt tính tốt và các ưu điểm vượt trội về đặc trưng vật liệu, chất mang
ZSM-5/SBA-15 với tỉ lệ Si/Al = 50 được lựa chọn để chế tạo xúc tác
HPA/ZSM-5/SBA-15 cho các khảo sát sau này.
3.2.3.2. Khảo sát các điều kiện phản ứng
Luận án tiến hành khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của phản
ứng tổng hợp fructone khi sử dụng xúc tác HPA trên nền chất mang ZSM-5/SBA-15
như là: loại dung môi, khối lượng xúc tác, tỉ lệ của các chất tham gia phản ứng.
1. Ảnh hưởng của dung môi đến phản ứng
Phản ứng tổng hợp fructone được thực hiện với xúc tác HPA/ZSM-5/SBA-15
trong các điều kiện: tỉ lệ các chất phản ứng là 1:1,5; khối lượng xúc tác là 3% và các
dung môi khác nhau. Các dung môi được lựa chọn ở đây là iso-octane, cyclohexane
và toluene. Các dung môi này có nhiệt độ sôi khác nhau nên có ảnh hưởng nhất định
đến hiệu suất phản ứng.
97
20 40 60 80 100 120
30
40
50
60
70
80
90
100
Đ
ộ
c
h
u
y
ể
n
h
ó
a
E
A
A
(
%
)
Thời gian phản ứng (phút)
iso-octane
toluene
cyclohexane
Hình 3.44. Độ chuyển hóa EAA với xúc tác HPA/HZSC khi thay đổi dung môi.
(Điều kiện phản ứng: khối lượng xúc tác là 3%, tỉ lệ EAA: EG = 1:1,5.)
Hình 3.44 thể hiện hoạt tính xúc tác của HPA/ZSM-5/SBA-15 trong phản ứng
tổng hợp fructone qua độ chuyển hóa EAA với các dung môi khác nhau. Kết quả cho
thấy khi sử dụng dung môi là cyclohexane, sau 120 phút, độ chuyển hóa EAA trong
cyclohexane là 88,91%, trong khi đó iso-octane và toluene cho độ chuyển hóa gần
như nhau (94,78% và 94,86%). Sự chênh lệch về độ chuyển hóa EAA của hai dung
môi iso-octane và toluene với cyclohexane là khá lớn. Với dung môi toluene cho hoạt
tính xúc tác cao nhưng cần thực hiện ở nhiệt độ 140 oC, hơn nữa việc sử nhiều dung
môi toluene không tốt cho sức khỏe và môi trường. Dung môi cyclohexane thực hiện
phản ứng ở nhiệt độ thấp hơn (120 oC), nhưng lại cho độ chuyển hóa EAA thấp. Do
vậy, dung môi iso-octane được sử dụng để thực hiện phản ứng ở nhiệt độ 130 oC.
2. Ảnh hưởng của khối lượng xúc tác đến phản ứng
Phản ứng tổng hợp fructone được thực hiện trong các điều kiện: dung môi iso-
octan, tỉ lệ các chất phản ứng là 1:1,5; lượng xúc tác HPA/ZSM-5/SBA-15 thay đổi
lần lượt là 2%, 3%, 4%. Độ chuyển hóa EAA được đưa ra ở Hình 3.45. Kết quả cho
thấy, khi thực hiện phản ứng với khối lượng xúc tác là 3% và 4% thì độ chuyển hóa
EAA gần như nhau (94,84% và 94,05%) và cao hơn so với độ chuyển hóa EAA khi
thực hiện với khối lượng xúc tác là 2%.
98
20 40 60 80 100 120
30
40
50
60
70
80
90
100
Đ
ộ
ch
u
y
ển
h
ó
a
E
A
A
(
%
)
Thời gian phản ứng (phút)
3%
4%
2%
Hình 3.45. Độ chuyển hóa EAA khi thay đổi khối lượng xúc tác HPA/HZSC.
(Điều kiện phản ứng: dung môi iso-octane, tỉ lệ EAA: EG = 1:1,5.)
3. Ảnh hưởng của tỷ lệ các chất tham gia phản ứng đến phản ứng
Để khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ các chất phản ứng đến hiệu suất phản ứng,
phản ứng được thực hiện trong điều kiện: dung môi iso-octane, lượng xúc tác
HPA/HZSC là 3%, và các chất tham gia phản ứng ethyl acetoacetate và ethylene
glycol được lấy với tỉ lệ EAA:EG lần lượt là 1:1, 1:1,5 và 1;2.
Kết quả từ Hình 3.46 cho thấy độ chuyển hóa EAA sau các thời gian phản ứng
với các tỷ lệ chất đầu khác nhau. Tương tự như khi khảo sát với xúc tác HPA/Al-
SBA-15, lượng ethylene glycol có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả phản ứng. Với tỉ lệ
EAA:EG = 1:1,5 độ chuyển hóa EAA cho giá trị lớn nhất sau 120 phút phản ứng
(94,86%), còn ở các tỉ lệ khác độ chuyển hóa EAA chưa đạt 80%. Khi tỉ lệ EAA:EG
quá thấp, lượng chất EG ít thì chưa đủ cho phản ứng, còn khi tỉ lệ này cao thì lượng
chất EG nhiều, độ nhớt của EG lớn làm ảnh hưởng đến độ tan của các chất trong hỗn
hợp phản ứng. Do đó, tỷ lệ các chất đầu EAA:EG là 1:1,5 được chọn để thực hiện
phản ứng cho độ chuyển hóa cao và ổn định.
99
20 40 60 80 100 120
50
60
70
80
90
100
Đ
ộ
c
h
u
y
ể
n
h
ó
a
E
A
A
(
%
)
Thời gian phản ứng (phút)
EAA:EG = 1:1,5
EAA:EG = 1:1
EAA:EG = 1:2
Hình 3.46. Độ chuyển hóa EAA với tỷ lệ các chất tham gia phản ứng khác nhau.
(Điều kiện phản ứng: dung môi iso-octane, khối lượng xúc tác là 3%.)
Như vậy, để phản ứng cho hiệu quả tốt nhất thì điều kiện để thực hiện phản
ứng là: sử dụng dung môi iso-octane, tỉ lệ các chất phản ứng EAA:EG là 1:1,5, lượng
xúc tác dị thể là 3% khối lượng các chất phản ứng. Kết quả này cũng đồng nhất với
các điều kiện khi thực hiện phản ứng với xúc tác HPAS-3.15.
3.2.3.3. Độ bền hoạt tính của vật liệu HPA/ZSM-5/SBA-15
Độ bền của xúc tác tốt nhất, HPA/HZSC với tỉ lệ Si/Al= 50, được đánh giá qua
năm chu kì phản ứng. Hình 3.47 cho thấy độ hoạt động của xúc tác khá ổn định với
độ chuyển hóa EAA giảm 5,85% sau năm chu kì phản ứng.
Hình 3.47. Độ bền hoạt tính của xúc tác HPA/HZSC-50 sau 5 chu kì phản ứng.
(Điều kiện phản ứng: khối lượng xúc tác là 3%; dung môi iso-octane, tỉ lệ
EAA: EG = 1:1,5.)
94.84
91.08
89.37 89.25 89.29
80
82
84
86
88
90
92
94
96
Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5
Đ
ộ
c
h
u
yể
n
h
ó
a
EA
A
, %
HPA/ZSM-5/SBA-15
100
3.2.3.4. Đánh giá hoạt tính của xúc tác HPA/HZSC với các xúc tác đồng thể
Để đánh giá hoạt tính của xúc tác dị thể tổng hợp được, phản ứng tổng hợp
fructone được thực hiện với các xúc tác acid đồng thể và so sánh độ chuyển hóa của
ethyl acetoacetate của các phản ứng với nhau. Các xúc tác đồng thể được lựa chọn là
acid p-toluenesulfonic (PTSA), acid sunfuric và acid phosphotungstic HPA nguyên
chất. Các phản ứng được tiến hành trong cùng điều kiện và kết quả được đưa ra ở
Hình 3.48.
20 40 60 80 100 120
60
65
70
75
80
85
90
95
Đ
ộ
c
h
u
y
ể
n
h
ó
a
E
A
A
(
%
)
Thời gian phản ứng (phút)
HPA/HZSC-50
H2SO4
PTSA
HPA
Hình 3.48. Hoạt tính xúc tác của vật liệu HPA/HZSC so với các xúc tác đồng thể.
(Điều kiện phản ứng: khối lượng xúc tác là 3%; dung môi iso-octane, tỉ lệ
EAA: EG = 1:1,5.)
Kết quả cho thấy HPA trên nền chất mang ZSM-5/SBA-15 có hoạt tính xúc
tác tốt hơn acid HPA. Sau 120 phút phản ứng, độ chuyển hóa của ethyl acetoacetate
trong phản ứng dùng xúc tác HPA là 89,5%, thấp hơn so với độ chuyển hóa trong
phản ứng dùng xúc tác HPA trên chất mang ZSM-5/SBA-15 (94,78%). So với các
xúc tác acid đồng thể H2SO4 và PTSA, xúc tác dị thể HPA/HZSC có hoạt tính cao
hơn so với xúc tác H2SO4 (với độ chuyển hóa là 91,43%) và gần với xúc tác PTSA
(độ chuyển hóa là 94,44%). PTSA là acid hữu cơ mạnh, do đó có sự phân tán tốt trong
môi trường phản ứng phân cực, tiếp xúc tốt với các chất phản ứng trong hỗn hợp. Kết
quả này cho thấy là xúc tác dị thể HPA trên chất mang ZSM-5/SBA-15 có hiệu quả
101
xúc tác tốt như xúc tác đồng thể, có khả năng thay thế cho các xúc tác đồng thể trong
phản ứng có các chất phân cực.
3.3. So sánh vật liệu xúc tác HPA trên các chất mang khác nhau
Để đánh giá vai trò của chất mang Al-SBA-15 và ZSM-5/SBA-15 trong việc
cố định HPA với cùng một quy trình tổng hợp, luận án tiến hành so sánh khả năng
gắn giữ HPA của các chất mang và hoạt tính xúc tác của các vật liệu.
3.3.1. Hàm lượng HPA trên vật liệu
Bảng 3.17. Hàm lượng HPA trên các chất mang khác nhau
Mẫu HPA/Al-SBA-15 HPA/ZSM-5/SBA-15
Hàm lượng HPA
(% khối lượng)
24,28 19,60
Kết quả phân tích EDX trong Bảng 3.17 cho thấy chất mang Al-SBA-15 cho
hàm lượng HPA gắn lên (24,28 %) cao hơn chất mang ZSM-5/SBA-15 (19,6%). Điều
này có thể giải thích do vật liệu ZSM-5/SBA-15 có cấu trúc đa mao quản, bao gồm
một phần là hệ vi mao quản của zeolit ZSM-5 (5,5 Å) và một phần là hệ MQTB của
vật liệu SBA-15 (5,1 nm). Trong khi đó, vật liệu Al-SBA-15 có cấu trúc thuần túy là
MQTB (5,1 nm). HPA có kích thước động học khoảng 1 nm không thể đi vào trong
hệ vi mao quản của vật liệu ZSM-5/SBA-15. Do đó phần bề mặt tiếp xúc được với
HPA của vật liệu ZSM-5/SBA-15 thấp hơn so với của vật liệu Al-SBA-15, dẫn tới
lượng HPA gắn lên trên bề mặt của ZSM-5/SBA-15 cũng thấp hơn so với Al-SBA-
15 khi hai vật liệu có cùng số tâm NH4+ được hình thành nhờ sự tồn tại của tâm nhôm
trong vật liệu.
3.3.2. Tính acid của vật liệu
Kết quả phương pháp giải hấp phụ NH3 theo chương trình nhiệt độ của các
mẫu được trình bày trên Hình 3.49.
102
Hình 3.49. Giản đồ TPD-NH3 của các vật liệu HPA trên các chất mang khác nhau.
Từ kết quả giải hấp phụ NH3 cho thấy, mẫu Al-SBA-15 có độ acid thấp, do
xuất hiện các peak ở nhiệt độ dao động từ 131,7 oC đến 391,5 oC với lượng NH3 được
giải hấp phụ rất thấp. Chất mang ZSM-5/SBA-15 có độ acid cao hơn so với chất mang
Al-SBA-15, thể hiện ở các peak giải hấp xuất hiện ở các nhiệt độ cao lên đến 539 oC,
đặc trưng cho sự hiện diện của các tâm acid mạnh. Trong khi đó, các mẫu vật liệu đã
gắn HPA đều có sự xuất hiện các peak giải hấp ở nhiệt độ rất cao 559 oC, 600 oC trên
vật liệu HPA/Al-SBA-15 và 579,7 oC trên vật liệu HPA/ZSM-5/SBA-15 đặc trưng
cho các tâm acid mạnh của xúc tác HPA. Điều này cho phép kết luận rằng, vật liệu
xúc tác dị đa acid HPA đã được gắn lên chất mang làm tính acid của vật liệu tăng
mạnh. Kết quả này phù hợp với các kết quả đã thu được bằng phương pháp FT-IR,
EDX và BET đã phân tích ở trên.
3.3.3. Hoạt tính xúc tác của vật liệu HPA trên các chất mang
Trên Hình 3.50 thể hiện hoạt tính xúc tác của các vật liệu trước và sau khi đưa
HPA lên chất mang trong phản ứng tổng hợp fructone, được đánh giá qua độ chuyển
hóa nguyên liệu EAA theo thời gian phản ứng và so sánh với xúc tác HPA không gắn
trên chất mang.
103
20 40 60 80 100 120
20
30
40
50
60
70
80
90
100
D
o
c
h
u
y
en
h
o
a
E
A
A
(%
)
Thoi gian phan ung (phut)
HPA/ZSM-5/SBA-15
HPA/Al-SBA-15
HPA
ZSM-5/SBA-15
Al-SBA-15
Hình 3.50. Hoạt tính xúc tác của các vật liệu có và không có HPA.
(Điều kiện phản ứng: khối lượng xúc tác là 3%, dung môi iso-octane, tỉ lệ
EAA: EG = 1:1,5.)
Kết quả trên cho thấy, các vật liệu chất mang ZSM-5/SBA-15 và Al-SBA-15
đều có hiệu quả xúc tác thấp, cho độ chuyển hóa EAA khoảng 60%. Trong khi đó,
các mẫu vật liệu đã gắn HPA cho hiệu quả xúc tác rất tốt, với độ chuyển hóa EAA
đều cao trên 90%, cao hơn cả xúc tác HPA đồng thể. Điều này cho thấy HPA đã được
phân tán tốt trên các chất mang, làm cho hoạt tính xúc tác tăng đáng kể mặc dù các
phân tử HPA cố định trên chất mang đều bị mất một proton do bị thay thế bởi NH4+
làm giảm độ acid của HPA. Xúc tác HPA tự do mặc dù có độ acid cao, nhưng lại bị
tan trong chất phản ứng ethylen glycol trở thành xúc tác đồng thể, có diện tích tiếp
xúc chỉ khoảng 5-10 m2/g, vì vậy làm giảm hiệu quả xúc tác. Một điều đáng chú ý là
chất mang Al-SBA-15 và ZSM-5/SBA-15 cho hiệu quả xúc tác khác nhau (độ chuyển
hóa EAA lần lượt là 54,8% và 60,7%) nhưng sau khi đưa HPA lên thì hiệu quả xúc
tác gần bằng nhau (độ chuyển hóa EAA lần lượt là 93,49 và 94,18%). Điều này có
thể được giải thích do độ acid của chất mang Al-SBA-15 thấp hơn độ acid của ZSM-
5/SBA-15. Bởi vậy, tuy hàm lượng HPA trên vật liệu ZSM-5/SBA-15 thấp hơn trên
104
Al-SBA-15, nhưng do độ acid cao của bản thân chất mang ZSM-5/SBA-15 dẫn tới
sự tương đương về hoạt tính xúc tác của hai vật liệu này trong phản ứng tổng hợp
fructone.
3.3.4. Độ bền gắn HPA và độ bền hoạt tính xúc tác của vật liệu
Khả năng lưu giữ HPA trên chất mang là một yếu tố quan trọng trong việc sử
dụng xúc tác. Các chất mang khác nhau thì khả năng này là khác nhau. Đối với hai
chất mang Al-SBA-15 và ZSM-5/SBA-15, khả năng lưu giữ HPA được đánh giá bằng
phương pháp rửa xúc tác trong môi trường phân cực với dung môi ethanol + nước tỷ
lệ 50-50% về thể tích.
Hàm lượng HPA trên các chất mang sau 5 lần rửa trong hỗn hợp ethanol và
nước thể hiện trên Hình 3.51. Kết quả cho thấy hàm lượng HPA trên chất mang
Al-SBA-15 ban đầu cao hơn trên chất mang ZSM-5/SBA-15, nhưng đồng thời lượng
HPA mất đi sau các lần rửa cũng nhiều hơn, cụ thể, hàm lượng HPA trên Al-SBA-15
giảm 49,2% (từ 24,28% xuống 12,33%), trên chất mang ZSM-5/SBA-15 giảm 36%
(từ 19,6% xuống 12,54%). Điều này có thể là do cấu trúc composite của chất mang
ZSM-5/SBA-15 làm cho các ống mao quản thẳng của SBA-15 bị ngăn một phần bởi
các tinh thể zeolite ZSM-5 nên đã giữ HPA không bị rửa trôi ra ngoài dung dịch tốt
hơn so với chất mang Al-SBA-15. Như vậy vật liệu HPA/ZSM-5/SBA-15 có độ bền
gắn HPA tốt hơn vật liệu HPA/Al-SBA-15.
Hình 3.51. Hàm lượng HPA trên các chất mang sau khi rửa với ethanol - nước.
0
5
10
15
20
25
Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5
H
àm
lư
ợ
n
g
H
P
A
, %
Lần rửa
Hàm lượng HPA sau 5 lần rửa
HPA/Al-SBA-15
HPA/ZSM-5/SBA-15
105
Việc gắn kết HPA trên chất mang tốt hơn dẫn đến hoạt tính xúc tác của vật
liệu HPA/ZSM-5/SBA-15 cũng bền hơn sau các chu kì phản ứng so với vật liệu
HPA/Al-SBA-15, thể hiện trên Hình 3.52. Độ giảm độ chuyển hóa EAA trên xúc tác
HPA/ZSM-5/SBA-15 sau 5 chu kì phản ứng là 5,8%, ít hơn so với độ giảm độ chuyển
hóa trên xúc tác HPA/Al-SBA-15 (7,12%).
Hình 3.52. Độ chuyển hóa của EAA với xúc tác HPA trên các chất mang khác nhau.
(Điều kiện phản ứng: khối lượng xúc tác là 3%, dung môi iso-octane, tỉ lệ
EAA: EG = 1:1,5.)
80
82
84
86
88
90
92
94
96
Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5
Đ
ộ
c
h
u
yể
n
h
ó
a
EA
A
(
%
)
Chu kì phản ứng
Độ chuyển hóa EAA sau 5 chu kì phản ứng
HPA/Al-SBA-15 HPA/ZSM-5/SBA-15
106
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Trong quá trình nghiên cứu và tiến hành thực nghiệm, đề tài luận án đã thu
được một số kết quả sau:
1. Hệ xúc tác dị thể siêu acid HPA cố định trên chất mang MQTB Al-SBA-15
đã được chế tạo thành công và ứng dụng làm xúc tác cho phản ứng tổng hợp chất tạo
hương fructone. Vật liệu Al-SBA-15 có tỉ lệ Si/Al = 15 phù hợp để làm chất mang cố
định HPA với hàm lượng HPA cao (24,28%) và hoạt tính xúc tác tốt (độ chuyển hóa
ethyl acetoacetate đạt 93,49%).
2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp vật liệu xúc tác HPA/Al-SBA-
15 đã được khảo sát: phương pháp loại bỏ chất định hướng cấu trúc của chất mang,
các nhóm chức gắn trên bề mặt chất mang, phương pháp gắn acid HPA (phương pháp
ngâm tẩm và phương pháp tổng hợp HPA trực tiếp).
Vật liệu HPA gắn trên chất mang Al-SBA-15 được loại bỏ chất định hướng
cấu trúc bằng việc sử dụng tác nhân oxi hóa H2O2 có hàm lượng HPA cao và hoạt
tính xúc tác acid tốt hơn trong phản ứng tổng hợp fructone so với vật liệu HPA gắn
trên chất mang được loại chất định hướng cấu trúc bằng phương pháp nung thông
thường.
Khả năng cố định HPA trên chất mang Al-SBA-15 bị ảnh hưởng bởi các nhóm
chức khác nhau trên bề mặt chất mang. Nhóm -OH không có khả năng tạo liên kết
với cả acid HPA tổng hợp trực tiếp và acid HPA ngâm tẩm, theo đó hàm lượng HPA
cố định trên chất mang chưa đạt 1%. Trong khi đó, nhóm chức Cs+, -NH4+ và -NH2
có thể tạo liên kết tốt với cả hai dạng acid HPA ngâm tẩm và tổng hợp trực tiếp.
Nhóm chức -NH2 mặc dù có khả năng cố định HPA tốt trên chất mang (hàm lượng
cao) nhưng vật liệu chứa nhóm chức -NH2 lại cho hoạt tính xúc tác acid thấp hơn các
vật liệu chỉ chứa nhóm -NH4+. Cụ thể, khi cố định acid HPA bằng phương pháp ngâm
tẩm, hàm lượng HPA gắn trên chất mang Al-SBA-15 qua nhóm -NH4+ đạt 24,28%
(mẫu HPAS-3.15), qua nhóm -NH2 đạt 35,24% (mẫu HPAS- 4.15), tuy nhiên, độ
chuyển hóa ethyl acetoacetate trong phản ứng tổng hợp fructone khi sử dụng xúc tác
HPAS- 4.15 thấp hơn so với xúc tác HPAS-3.15 (64,47% so với 93,49%).
Cùng với đó, vật liệu HPA gắn trên chất mang Al-SBA-15 trao đổi điện tích
với ion Cs+ có độ acid cao, độ ổn định HPA bám giữ tốt (sau năm lần rửa, hàm lượng
107
HPA trên chất mang giảm từ 23,16% còn 22,57%) và độ bền hoạt tính trong phản
ứng tổng hợp fructone cao hơn so với các vật liệu xúc tác khác trong cùng điều kiện
thực nghiệm với độ chuyển hóa ethyl acetoacetat đạt 95,58%, sau năm chu kì phản
ứng độ chuyển hóa giảm 5,52%.
3. Vật liệu HPA/ZSM-5/SBA-15 được tổng hợp thành công bằng phương pháp
ngâm tẩm acid HPA lên chất mang ZSM-5/SBA-15 sau khi đã trao đổi điện tích với
ion NH4+. Chất mang ZSM-5/SBA-15 có tỉ số Si/Al = 50 phù hợp để cố định HPA
hơn chất mang có tỉ số Si/Al = 30 và 70 do có hàm lượng HPA cao hơn (19,6% so
với 4,46 và 7,30%) dẫn đến hoạt tính xúc tác của vật liệu tốt hơn trong phản ứng tổng
hợp fructone.
4. Các hệ xúc tác dị thể tổng hợp được HPA/Al-SBA-15 và HPA/ZSM-5/SBA-
15 có hoạt tính xúc tác cao với độ chuyển hóa ethyl acetoacetate tương ứng là 93,49
và 94,18%, cao hơn khi so với các xúc tác acid đồng thể H2SO4, p-toluenesulfonic và
HPA không gắn trên chất mang. Các xúc tác acid dị thể này có độ bền gắn HPA cao,
hoạt tính xúc tác ổn định, khắc phục được các nhược điểm của xúc tác đồng thể như
không tan trong hệ phản ứng có chất phân cực nên dễ dàng tách sản phẩm, thân thiện
với môi trường, có thể thu hồi tái sử dụng nhiều lần. Do đó, vật liệu xúc tác dị thể
tổng hợp được hoàn toàn có thể thay thế các xúc tác acid đồng thể trong phản ứng
tổng hợp fructone và các phản ứng tổng hợp hữu cơ có chất phân cực.
5. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng tổng hợp fructone và tìm được
điều kiện thực nghiệm cho hiệu suất cao, cụ thể: thực hiện phản ứng tổng hợp fructone
từ các chất phản ứng ethyl acetoacetate (EAA) và ethylene glycol (EG), với tỉ lệ mol
các chất EAA:EG là 1:1,5; phản ứng thực hiện ở nhiệt độ 130 oC trong dung môi iso-
octane, sử dụng vật liệu xúc tác tổng hợp được với khối lượng là 3% so với khối
lượng các chất phản ứng.
Dù đã đạt được một số kết quả khoa học có ý nghĩa như đã trình bày nhưng
luận án vẫn còn một số vấn đề cần nghiên cứu như là: làm rõ mối liên kết giữa HPA
với các nhóm chức trên chất mang; tìm điều kiện để tăng độ bền gắn HPA trên chất
mang; tìm phương pháp tách, thu sản phẩm fructone sau phản ứng.
108
NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
1. Chế tạo được vật liệu siêu acid HPA cố định trên chất mang mao quản trung
bình biến tính Al-SBA-15 và chất mang đa mao quản ZSM-5/SBA-15. Đây là các
chất mang có diện tích bề mặt lớn, có khả năng gắn kết các phân tử HPA trên bề mặt
để tăng sự tiếp xúc của các tâm acid với các chất phản ứng, đồng thời vẫn duy trì
được lực acid của HPA (không ảnh hưởng đến tính siêu acid của HPA).
2. HPA được cố định trên các chất mang Al-SBA-15 and ZSM-5/SBA-15 qua
tương tác với các nhóm NH4+, Cs+ tạo ra vật liệu có lực và tâm acid mạnh, độ bền
gắn kết HPA tốt, độ bền hoạt tính cao. Vật liệu này được sử dụng làm xúc tác acid
hiệu quả trong phản ứng tổng hợp fructone có chất phản ứng phân cực.
3. Nghiên cứu so sánh với các xúc tác acid đồng thể như acid sulfuric, acid
p-toluenesulfonic, acid HPA không gắn trên chất mang cho thấy, các hệ xúc tác dị
thể HPA/Al-SBA-15 và HPA/ZSM-5/SBA-15 tổng hợp được có hoạt tính xúc tác tốt
hơn các acid đồng thể và có thể thu hồi tái sử dụng nhiều lần. Do đó, các vật liệu này
có khả năng trở thành xúc tác dị thể thay thế cho các xúc tác acid đồng thể ứng dụng
trong các phản ứng tổng hợp hữu cơ có chất phản ứng phân cực.
109
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
1. Thi Hanh Truong, Van Cuong Do, Ngoc Mai Do, Tran Quang Hung, Huan Van
Doan, Thi Nhiem Nguyen, Thi Hai Doan, Thi Hoai Nam Le, Tuyen Van Nguyen,
Long Giang Bach, Quang Vinh Tran, Study on the HPA immobilisation on Al-
SBA-15 support over Brønsted groups, Molecular Catalysis, 2019, 478, 110571.
(Q1, IF = 3.687)
2. Quang Vinh Tran, Thi Hanh Truong, Tran Quang Hung, Huan V. Doan, Xuan
Nui Pham, Nam Thi Hoai Le, Long Giang Bach & Van Tuyen Nguyen,
Preparation and testing of ceasium Brønsted ion-exchanged Al-SBA-15
supported heteropoly acid as heterogeneous catalyst in the fructone fragrancy
synthesis, Journal of Porous Materials, 2020, 27(6), 1745-1754. (Q2, IF = 2.183)
3. Truong Thi Hanh, Do Van Cuong, Do Ngoc Mai, Nguyen Thi Nhiem, Doan
Thi Hai, Le Thi Hoai Nam and Tran Quang Vinh, Preparation of 12-
phosphotungstic acid immobilized on ZSM-5/SBA-15 support for Fructone
fragrancy synthesis, Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption, 2019, 8 (2),
99-107.
4. Do Van Cuong, Truong Thi Hanh, Do Ngoc Mai, Nguyen Thi Nhiem, Doan
Thi Hai, Le Thi Hoai Nam and Tran Quang Vinh, Nghiên cứu ảnh hưởng của
dạng ion bù trừ điện tích khung mạng đến khả năng giữ acid 12- phosphotungstic
trên vật liệu Al-SBA-15 và ứng dụng làm xúc tác cho phản ứng tổng hợp chất tạo
hương Fructon, Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption, 2019, 8(3), 08-15.
5. Trương Thị Hạnh, Đỗ Văn Cường, Đỗ Ngọc Mai, Nguyễn Thị Nhiệm, Đoàn
Thị Hải, Trần Quang Hưng, Lê Thị Hoài Nam và Trần Quang Vinh, Nghiên cứu
chế tạo và so sánh hoạt tính của vật liệu xúc tác dị đa acid được cố định trên các
vật liệu vô cơ mao quản Al-SBA-15 và ZSM-5/SBA-15 trong phản ứng tổng hợp
chất tạo hương fructon, Tạp chí Hóa học, 2019, 57 (6E1,2), 174- 178.
6. Đỗ Văn Cường, Trương Thị Hạnh, Đỗ Ngọc Mai, Nguyễn Thị Nhiệm, Đoàn
Thị Hải, Lê Thị Hoài Nam và Trần Quang Vinh, Nghiên cứu chế tạo xúc tác HPA
cố định trên chất mang Al-SBA-15 được trao đổi ion với Cs+ cho phản ứng tổng
hợp chất tạo hương Fructon, Tạp chí Hóa học, 2019, 57 (6E1,2), 179- 183.
110
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. E. Rafiee, S. Eavani, Heterogenization of heteropoly compounds: A review of the
structure and synthesis, RSC Adv., 2016, 6 (52), 46433– 46466.
2. https://en.wikipedia.org/wiki/Heteropolymetalate
3. L.D. Chavan, Catalytic and Structural Studies of Some Heteropoly Acids and
Polyoxometalates, Doctoral Thesis, Shodhganga, 2017.
4. M.J. Silva, C.M. OliveFT-IRa, Catalysis by Keggin Heteropolyacid Salts, Current
Catalysis, 2018, 7, 26–34.
5. L.E. Briand, G.T. Baronetti, H.J. Thomas, The state of the art on Wells–Dawson
heteropoly-compounds A review of theFT-IR properties and applications, Applied
Catalysis A: General, 2003, 256, 37–50.
6. Bạch Thị Tâm, Nghiên cứu tổng hợp và đặc trưng xúc tác siêu acid dị thể dùng cho
phản ứng ester hóa acid 2-keto-l-gulonic trong quá trình tổng hợp vitamin C, Luận
án Tiến sĩ, Hà Nội, 2015.
7. F. Cavani, Heteropolycompound-based catalysts: A blend of acid and oxidizing
properties, Catalysis Today, 1998, 41, 73–86.
8. Noritaka Mizuno, Makoto Misono, Heteropolyanions in catalysis, Journal of
Molecular Catalysis, 1994, 86, 319– 342.
9. N. Mizuno, M. Misono, Heterogeneous Catalysis, Chem Rev, 1998, 98, 199- 218.
10. M.N Timfeeva, Acid catalysis by heteropoly acids, Applied Catalysis A: General,
2003, 256, 19–35.
11. E. Rafiee, S. Eavani, F.K. Nejad, M. Joshaghani, Cs2.5H0.5PW12O40 catalyzed
diastereoselective synthesis of b-amino ketones via three component Mannich-type
reaction in water, Tetrahedron, 2010, 66, 6858–6863.
12. Y. Iwase, S. Sano, L. Mahardiani, R. Abe, Y. Kamiya, Bimodal cesium hydrogen
salts of 12-tungstosilicic acid, CsxH4-xSiW12O40, as highly active solid acid catalysts
for transesterification of glycerol tributyrate with methanol, Journal of Catalysis,
2014, 318, 34–42.
13. V.Z. Sasca, O. Verdes, L. Avram, A. Popa, A. Erdőhelyi, A. Oszko, The
CsxH3 − xPW12O40 catalysts microstructure model, Applied Catalysis A: General,
2013, 451, 50–57.
14. A. Dolbecq, E. Dumas, C. R. Mayer, P. Mialane, Hybrid Organic- Inorganic
Polyoxometalate Compounds: From Structural Diversity to Applications, Chemical
Reviews, 2010, 110, 6009– 6048.
15. Q.Y. Liu, W.L. Wu, J. Wang, X.Q. Ren & Y.R. Wang, Characterization of
12-tungstophosphoric acid impregnated on mesoporous silica SBA-15 and its
111
catalytic performance in isopropylation of naphtalen with isopropanol, Microporous
and Mesoporous Materials, 2004, 76, 51–60.
16. V. Brahmkhatri, A. Patel, 12-Tungstophosphoric acid anchored to SBA-15: An
efficient, envFT-IRonmentally benign reusable catalysts for biodiesel production by
esterification of free fatty acids, Applied Catalysis A: General, 2011, 403, 161–172.
17. A. Patel, V. Brahmkhatri, Kinetic study of oleic acid esterification over
12-tungstophosphoric acid catalyst anchored to different mesoporous silica supports,
Fuel Processing Technology, 2013, 113, 141–149.
18. L. Frattini, M. A. Isaacs, C. M.A. Parlett, K. Wilson, G. Kyriakou, A.F. Lee, Support
enhanced -pinene isomerization over HPW/SBA-15, Applied Catalysis B: EnvFT-
IRonmental, 2017, 200, 10–18 .
19. B. Sulikowski, R. Rachwalik, Catalytic properties of heteropoly acid/zeolite hybrid
materials: Toluenee disproportionation and transalkylation with
1,2,4-trimethylbenzene, Appl. Catal. A Gen., 2003, 256, 173–182.
20. J. Haber, K. Pamin, L. Matachowski, D. Mucha, Catalytic performance of the
dodecatungstophosphoric acid on different supports, Appl. Catal. A Gen., 2003, 256,
141–152.
21. A. Patel, N. Narkhede, 12-tungstophosphoric acid anchored to zeolite Hβ: Synthesis,
characterization, and biodiesel production by esterification of oleic acid with
methanol, Energy Fuels 2012, 26, 6025–6032.
22. N. Narkhede, A. Patel, Biodiesel production by esterification of oleic acid and
transesterification of soybean oil using a new solid acid catalyst comprising
12-tungstosilicic acid and zeolite Hβ, Ind. Eng. Chem. Res. 2013, 52, 13637–13644.
23. M. Srinivas, R. Sree, G. Raveendra, C.R. Kumar, P.S.S. Prasad, N. Lingaiah,
Selective etherification of glycerol with tert-butanol over 12-tungstophosphoric acid
catalysts supported on Y-zeolite, Indian J. Chem., 2014, 53A, 524–529.
24. M. Moosavifar, An appropriate one-pot synthesis of dihydropyrimidinones catalyzed
by heteropoly acid supported on zeolite: An efficient and reusable catalyst for the
Biginelli reaction, Comptes Rendus Chimie, 2012, 15, 444– 447.
25. C.L. Marchena, R.A. Frenzel, S. Gomez, C. Saux, L.B. Pierella, L.R. Pizzio;
Tungstophosphoric acid immobilized on ammonium Y and ZSM-5 zeolites: Synthesis,
characterization and catalytic evaluation. Appl. Catal. B EnvFT-IRon. 2013, 130,
187–196.
26. C.L. Marchena, S. Gomez, C. Saux, L.B. Pierella, L.R. Pizzio, Synthesis,
characterization and catalytic evaluation of tungstophosphoric acid immobilized on
Y zeolite. In Advanced Oxidation Technologies Sustainable Solutions for EnvFT-
112
IRonmental Treatments in Sustainable Energy Developments, CRC Press: Leiden,
The Netherlands, 2014, 9, 43–57.
27. C.L. Marchena, S. Gomez, C. Saux, L.B. Pierella, L.R. Pizzio, Tungstophosphoric
acid heterogenized onto NH4ZSM-5 as an efficient and recyclable catalyst for the
photodegradation of dyes, Quim. Nova, 2015, 38, 518–525.
28. A. Alsalme, A.A. Alsharif, H. Al-Enizi, M. Khan, S.G. Alshammar, Probing the
Catalytic Efficiency of Supported Heteropoly Acids for Esterification: Effect of Weak
Catalyst Support Interactions, Journal of Chemistry, 2018, 2018, 1– 10.
29. L. Yang, Y. Qia, X. Yuanb, J. Shenb, J. Kimc, DFT-IRect synthesis, characterization
and catalytic application of SBA-15 containing heteropolyacid, Journal of Molecular
Catalysis A: Chemical, 2005, 229, 199– 205.
30. B.C. Gagea, Y. Lorgouilloux, Y. Altintas, P.A. Jacobs, & J.A. Martens, Bifunctional
conversion of n-decane over HPW heteropoly acid incorporated into SBA-15 during
synthesis, Journal of Catalysis, 2009, 265(1), 99– 108.
31. Y. Guo, K. Li, X. Yu, J. H. Clark, Mesoporous H3PW12O40-silica composite: Efficient
and reusable solid acid catalyst for the synthesis of diphenolic acid from levulinic
acid, Applied Catalysis B: EnvFT-IRonmental, 2008, 81, 182– 191.
32. J.E. CastanheFT-IRo, I.M. Fonseca, A.M. Ramos, J. Vital, Tungstophosphoric acid
immobilised in SBA-15 as an efficient heterogeneous acid catalyst for the conversion
of terpenes and free fatty acids, Microporous and Mesoporous Materials, 2017, 249,
16– 24.
33. X. Sheng, J. Kong, Y. Zhou, Y. Zhang, Z. Zhang, S. Zhou, DFT-IRect synthesis,
characterization and catalytic application of SBA-15 mesoporous silica with
heteropolyacid incorporated into theFT-IR framework, Microporous and
Mesoporous Materials, 2014, 187, 7– 13.
34. T. Pinto, K. Szeto, N. Oueslati, N. Essayem, V. Dufaud and F. Lefebvre, Comparison
of the Acidity of Heteropolyacids Encapsulated in or Impregnated on SBA-15, Oil &
Gas Science and Technology – Rev. IFP Energies nouvelles, 2016, 71, 25– 38.
35. N.K. Kala Raj, S.S. Deshpande, R.H. Ingle, T. Raja and P. Manikandan,
Heterogenized molybdovanadophosphoric acid on amine-functionalized SBA-15 for
selective oxidation of alkenes, Catalysis Letters, 2004, 98 (4), 217– 223.
36. L. Zhao, Y. Chi, Q. Yuan, N. Li, W. Yan and X. Li, Phosphotungstic acid anchored
to amino–functionalized core–shell magnetic mesoporous silica microspheres: A
magnetically recoverable nanocomposite with enhanced photocatalytic activity,
Journal of Colloid and Interface Science., 2013, 390(1), 70– 77.
113
37. Ge Li, B. Wang, Q. Sun, W.Q. Xu, Y. Han, Adsorption of lead ion on amino-
functionalized fly-ash-based SBA-15 mesoporous molecular sieves prepared via two-
step hydrothermal method, Microporous and Mesoporous Materials, 2017, 252,
105–115.
38. A. Popa, V. Sasca, O. Verdes, C. Ianasi, R. Banica, Heteropolyacids anchored on
amino-functionalized MCM-41 and SBA-15 and its application to the ethanol
conversion reaction, J Therm Anal Calorim, 2017, 127, 319–334.
39. H. Liu, N. Xue, L. Peng, X. Guo, W. Ding, Y. Chen, The hydrophilic/hydrophobic
effect of porous solid acid catalysts on mixed liquid phase reaction of esterification,
Catalysis Communications, 2009, 10, 1734–1737.
40. X. N. Pham, D. L. Tran, T. D. Pham, Q. M. Nguyen, V. T. Tran Thi, H. Doan Van,
One-step synthesis, characterization and oxidative desulfurization of
12-tungstophosphoric heteropolyanions immobilized on amino functionalized SBA-
15, Advanced Powder Technology, 2018, 29(1), 58– 65.
41. X.N. Pham, H.V. Doan, Activity and stability of amino-functionalized SBA-15
immobilized 12-tungstophosphoric acid in the oxidative desulfurization of a diesel
fuel model with H2O2 , Chemical Engineering Communications, 2019, 206,
1139–1151.
42. K.M. Parida, S. Rana, S. Mallick, D. Rath, Cesium salts of heteropoly acid
immobilized mesoporous silica: An efficient catalyst for acylation of anisole, Journal
of Colloid and Interface Science, 2010, 350, 132–139.
43. P.M. Rao, A. Wolfson, M.V. Landau, M. Herskowitza, Efficient immobilization of
12-tungstophosphoric acid catalyst at the surface of silica support grafted with
alumina, Catalysis Communication, 2004, 5(6), 327–331.
44. M. Chamack, A.R. Mahjoub, H. Aghayan, Cesium salts of tungsten-substituted
molybdophosphoric acid immobilized onto platelet mesoporous silica: Efficient
catalysts for oxidative desulfurization of dibenzothiophene, Chemical Engineering
Journal, 2014, 255, 686– 694.
45. F. Jing, B. Katryniok, E. Bordes-Richard, S. Paul, Improvement of the catalytic
performance of supported (NH4)3HPMo11VO40 catalysts in isobutane selective
oxidation, Catalysts Today, 2013, 203, 32– 39.
46. F. Lriefebvre, Synthesis, Characterization and Applications in Catalysis of
Polyoxometalate/Zeolite Composites, Inorganics, 2016, 4, 13– 36.
47. S. Anandan, S.Y. Ryu, W.J. Cho, M. Yoon, Heteropolytungstic acid (H3PW12O40) -
encapsulated into the titanium-exchanged HY (TiHY) zeolite: A novel photocatalyst
114
for photoreduction of methyl orange, J. Molercular Catalysis A: Chemical, 2003, 195,
201– 208.
48. S. R. Mukai, L. Lin, T. Masuda, K. Hashimoto, Key factors for the encapsulation of
Keggin-type heteropoly acids in the supercages of Y-type zeolit, Chemical
Engineering Science, 2001, 56, 799– 804.
49. S. R. Mukai, T. Masuda, I. Ogino, K. Hashimoto, Preparation of encaged heteropoly
acid catalyst by synthesizing 12-molybdophosphoric acid in the supercages of Y-type
zeolite, Applied Catalysis A: General, 1997, 165, 219– 226.
50. H. Wang, R. Wang, Performance evalutaion of “ship-in-the-bottle” type heteropoly
acid encaged Y-type zeolite as catalyst for oxidative desulfurization, Collect.
Czechoslov. Chem. Commun., 2011, 76, 1595– 1605.
51. R. Wei, M. Guo, J. Wang, Preparation, characterization and catalytic behavior of
12-molybdophosphoric acid encapsulated in the supercage of Cs+ -exchanged Y
zeolite, Chin. J. Chem. Eng., 2009, 17, 58– 63.
52. L. Chen, X. Wang, X. Guo, H. Guo, H. Liu, Y. Chen, In situ nanocrystalline HZSM-
5 zeolites encaged heteropoly acid H3PMo12O40 and Ni catalyst for hydroconversion
of n-octane, Chem. Eng. Sci., 2007, 62, 4469– 4478.
53. B. Sulikowski, J. Haber, A. Kubacka, K. Pamin, Z. Olejniczak, J. Ptaszynski, Novel
“ship-in-the-bottle” type catalyst: Evidence for encapsulation of
12-tungstophosphoric acid in the supercage of synthetic faujasite, Catal. Lett., 1996,
39, 27– 31.
54. Z. Olejniczak, B. Sulikowski, A. Kubacka, M. Gasior, Heterogenization of
12-tungstophosphoric acid on stabilized zeolite Y, Top. Catal., 2000, 11, 391–400.
55. A.D. Newman, A.F. Lee, K. Wilson, N.A. Young, On the Active Site in
H3PW12O40/SiO2 Catalysts for Fine Chemical Synthesis, Catalysis Letter, 2005, 102,
45– 50.
56. D. Zhao, J. Feng, Q. Huo, N. Melosh, G.H. Fredrickson, B.F. Chmelka and G.D.
Stucky, Tribock Copolymer Syntheses of Mesoporous Silica with Periodic 50 to 300
Angstrom Pores, Science, 1998, 279, 548– 552.
57. K. Cassiers, T. Linssen, M. Mathieu, M. Benjelloun, A Detailed Study of Thermal,
Hydrothermal, and Mechanical Stabilities of a Wide Range of Surfactant Assembled
Mesoporous Silicas, Chem. Mater. 2002, 14, 2317– 2324.
58. Y. Ahn, S.-Y. Kwak, Functional mesoporous silica with controlled pore size for
selective adsorption of free fatty acid and chlorophyll, Microporous and Mesoporous
Materials, 2020, 306, 110410.
115
59. V.T. Hoang, Q. Huang, M. Eic, Structure and Diffusion Characterization of SBA-15
materials, Langmur, 2005, 21, 2051– 2057.
60. B. J. Scott, G. WFT-IRnsberger, G.D. Stucky, Mesoporous and Mesostructured
Materials for Optical Applications, Chemistry of Materials, 2001, 13, 3140– 3150.
61. P. Yang, G. WFT-IRnsberger, H.C. Huang, S.R. Cordero, M.D. McGehee, B. Scott,
T. Deng, G.M. Whitesides, B.F. Chmelka, S.K. Buratto, G.D. Stucky, MFT-IRrorless
Lasing from Mesostructured Waveguides Patterned by Soft Lithography, Science
2000, 287, 465– 467.
62. A.J. Schwanke, R. Balzer and S. Pergher, Microporous and Mesoporous Materials
from Natural and Inexpensive Sources, Handbook of Ecomaterials, 2017, 3379–3399.
63. A. Ungureanu, B. Dragoi, V. Hulea, T. Cacciaguerra, D. Meloni, V. Solinas, E.
Dumitriu, Effect of aluminium incorporation by the ‘‘pH-adjusting’’ method on the
structural, acidic and catalytic properties of mesoporous SBA-15, Microporous and
Mesoporous Materials, 2012, 163, 51– 64.
64. A.J.J. Koekkoek , J.A. R. Veen, P.B. Gerrtisen, P. Giltay, P.C.M.M. Magusin, E.J.M.
Hensen, Brønsted acidity of Al/SBA-15, Microporous and Mesoporous Materials,
2012, 151, 34– 43.
65. J.S. Yun, S.-E. Bazardorj, S.-K. IHM, Acidity Control of Al-SBA-15 and Its Effect on
the Catalytic Performance for Steam Reforming of Dimethyl Ether, Journal of
Chemical Engineering of Japan, 2009, 42(1), 180–184.
66. P. Bhange, D.S. Bhange, S. Pradhan, V. Ramaswamy, DFT-IRect synthesis of well-
ordered mesoporous Al-SBA-15 and its correlation with the catalytic activity,
Applied Catalysis A: General, 2011, 400, 176– 184.
67. J.M.R. Gallo, C. Bisio, G. Gatti, L. Marchese, H.O. Pastore, Physicochemical
Characterization and Surface Acid Properties of Mesoporous [Al]-SBA-15 Obtained
by DFT-IRect Synthesis, LangmuFT-IR, 2010, 26, 5791– 5800.
68. G. M. Kumaran, S. Garg, K. Soni, M. Kumar, J.K. Gupta, L.D. Sharma, K.S. Rama
Rao, G. M. Dhar, Synthesis and characterization of acidic properties of Al-SBA-15
materials with varying Si/Al ratios, Microporous and Mesoporous Materials, 2008,
114, 103–109.
69. S. Zeng, J. Blanchard, M. Breysse, Y. Shi, X. Shu, H. Nie, D. Li, Post-synthesis
alumination of SBA-15 in aqueous solution: A versatile tool for the preparation of
acidic Al-SBA-15 supports, Micro. Mesoporous Material, 2005, 85, 297– 304.
70. M.G. Cazalilla, J.M. Mérida-Robles, A. Gurbani, E. Rodríguez-Castellon, A.
Jiménez-López, Characterization and acidic properties of Al-SBA-15 materials
116
prepared by post-synthesis alumination of a low-cost ordered mesoporous silica,
Journal of Solid State Chemistry, 2007, 180, 1130–1140.
71. R. Mokaya, W. Jones, Physicochemical Characterisation and Catalytic Activity of
Primary Amine Templated Aluminosilicate Mesoporous Catalysts, J. Catal., 1997,
172, 211– 221.
72. F. Kleitz, W. Schmidt, F. Schuth, Calcination behavior of different surfactant-
templated mesostructured silica materials, Microporous Mesoporous Material, 2003,
65, 1–29.
73. M.J. Nash, A.M. Shough, D.W. Fickel, D.J. Doren, R.F. Lobo, High- Temperature
Dehydrogenation of Bronsted- Acid Sites in Zeolite, J. American Chemical Society,
2008, 130, 2460–2462.
74. F. Bérubé, S. Kaliaguine, Calcination and thermal degradation mechanisms of
triblock copolymer template in SBA-15 materials, Microporous Mesoporous
Material, 2008, 115, 469–479.
75. M.S. Yilmaz, S. Piskin, The removal of template from SBA-15 samples synthesized
from different silica sources, J Therm Anal Calorim, 2015, 121, 1255–1262.
76. R. Mokaya, W. Jones, The influence of template extraction on the properties of
primary amine templated aluminosilicate mesoporous molecular sieves, Journal
Material Chemistry, 1998, 8, 2819–2826.
77. L.M. Yang, Y.J. Wang, G.S. Luo, Y.Y. Dai, Simultaneous removal of copolymer
template from SBA-15 in the crystallization process, Microporous and Mesoporous
Materials, 2005, 81, 107–114.
78. L. Xiao, J. Li, H. Jin, & R. Xu, Removal of organic templates from mesoporous
SBA-15 at room temperature using UV/dilute H2O2, Microporous and Mesoporous
Materials, 2006, 96, 413–418.
79. C. Huiyong, X. Hongxia, C. Xianying, Q. Yu, Experimental and molecular
simulation studies of a ZSM-5-MCM-41 micro-mesoporous molecular sieve,
Microporous and Mesoporous Materials, 2009, 118, 396–402.
80. S. Ramírez, J. M. Domínguez, L. García, M. A. Mantilla, One-pot synthesis of hybrid
materials composed by crystalline zeolites and noncrystalline MCM-41 phases,
Petroleum Science and Technology, 2004, 22, 119–127.
81. G. Chen, L. Jiang, L. Wang, J. Zhang, Synthesis of mesoporous ZSM-5 by one-pot
method in the presence of polyethylene glycol, Microporous and Mesoporous
Materials, 2010, 134, 189–194.
117
82. A.A. Campos, L. Martins, L. L.de OliveFT-IRa, C. Ramos da Silva, M. Wallau,
E.A.U.-Gonza´lez, Secondary crystallization of SBA-15 pore walls into microporous
material with MFI structure, Catalysis Today, 2005, 107, 759– 767.
83. A.A. Campos, L. Dimitrov, C.R. Silva, M. Wallau, E.A. U.- Gonza´lez.
Recrystallisation of mesoporous SBA-15 into microporous ZSM-5, Microporous and
Mesoporous Materials, 2006, 95, 92–103.
84. X.H. Vu, U. Bentrup, M. Hunger, R. Kraehnert, U. Armbruster, A. Martin, DFT-
IRect synthesis of nanosized-ZSM-5/SBA-15 analog composites from preformed
ZSM-5 precursors for improved catalytic performance as cracking catalyst, Journal
of Materials Science, 2014, 49, 5676– 5689.
85. M.L. Goncalves, L.D. Dimitrov, M.H. Jordao, M. Wallau, E.A U. Gonzalez,
Synthesis of mesoporous ZSM-5 by crystallisation of aged gels in the presence of
cetyltrimethylammonium cations, Catalysis Today, 2008, 133–135, 69– 79.
86. A.A. Campos, C.R. Silva, M. Wallau, L.D. Dimitrov and E.A. Urquieta-Gonzfilez,
Recrystallisation of SBA-15 into ZSM-5/SBA-15 composites, Proceedings of the 3rd
International Zeolite Symposium, 2007, 158, 573– 580.
87. T.Q. Vinh, L.T.H. Nam, N.T. Nhiem, P.M. Duc, N.T.T. Trang, D.T. Hieu, Effect of
Porous Structure and Acidity of ZSM-5/SBA-15 Catalyst on 1,3,5-
Triisopropylbenzene Cracking Catalytic Activity, Journal of Nanoscience and
Nanotechnology, 2018, 18, 1396–1402.
88. L.T.H. Nam, T.Q. Vinh, N.T.T. Loan, V.D.S. Tho, B.L. Su, B.L. Su, Preparation of
biofuels by catalytic cracking reation of vegetable oil sludge, Fuel, 2011, 90, 1069–
1075.
89. L.T.H. Nam, T.T.N. Mai, N.T. Phuong, Characterizations of mesoporous materials:
Synthesis ZSM-5/MCM-41 catalyst material. Proceedings of the conference on
refinary and petrochemical technolgy in the XX-XXI century, Ha noi, 20 – 22
December, 2002, 346 – 359.
90. L.T. H. Nam, T. Q. Vinh, N.D. Hoa, M. Hunger, Synthesis and characterisation of
ZSM-5/SBA-15 composite material, Int. J. Nanotechnol., 2015, 12, 466– 474.
91. M. Heravi, S. Sadjadi, Recent Developments in Use of Heteropolyacids, TheFT-IR
Salts and Polyoxometalates in Organic Synthesis. J. FT-IRan. Chem. Soc, 2009, 6,
1– 54.
92. M. Majid, M.M. Heravi, V.F. Mahdiyeh et al, Heteropoly acid- catalyzed organic
reactions in water: doubly green reactions, Green Chemistry Letters and Reviews,
2013, 6(4), 282– 300.
118
93. I.V. Kozhevnikov, Catalysis by Heteropoly Acids and Multicomponent
Polyoxometalates in Liquid- Phase Reactions, Chemistry Review, 1998, 98, 171–
198.
94. B.B. Dong, B.B. Zhang, H.Y. Wu, X. Chen, K. Zhang, X.C. Zheng, Synthesis,
characterization and catalytic evaluation of SBA-15 supported 12-tungstophosphoric
acid mesoporous materials in the oxidation of benzaldehyde to benzoic acid,
Materials Research Bulletin, 2013, 48, 2491– 2496.
95. A. Nikoonahad, B. Djahed, S. Norzaee, H. Eslami, Z. Derakhshan, An overview
report on the application of heteropoly acids on supporting materials in the
photocatalytic degradation of organic pollutants from aqueous solutions, PeerJ,
2018, 6 (9), 5501.
96. M.M. Heravi, S. Sadjadi, H.A. Oskooie, R.H. Shoar, F.F. Bamoharram,
Heteropolyacids as heterogeneous and recyclable catalysts for the synthesis of
benzimidazoles, Catalysis Communication, 2008, 9 (4), 504– 507.
97. F.F. Bamoharram, M.M. Heravi, M. Roshani, Efficient and reusable catalyst for
esterification of salicylic acid with aliphatic and benzylic alcohols, J. Appl. Catal. A:
Gen., 2006, 302, 42– 47.
98. L. Xu, X. Yang, X. Yu, Preparation of mesoporous polyoxometalate–tantalum
pentoxide composite catalyst for efficient esterification of fatty acid, Catalysis
Communication, 2008, 9, 1607– 1611.
99. M.G.H. Terrones, Heterogeneous Catalysts Based on H3PW12O40 Heteropolyacid for
Free Fatty Acids Esterification, Alternative Fuel, Brazil, 2011, 17, 359– 378.
100. M. Misono M, N. NojFT-IRi, Recent progress in catalytic technolofy in Japan,
Applied Catalysis, 1990, 64, 1– 30.
101. Y. Izumi, K. Urabe, M. Onaka, Zeolite, Clay and Heteropoly Acid in Organic
Reactions, Angewandte Chemie, 1994, 106, 2316– 2318.
102. C.W. Hu, M. Hashimoto, T. Okuhara, M. Misono, Catalysis by Heteropoly
Compounds. Reactions of Esters and Esterification Catalyzed by Heteropolyacids in
a Homogeneous Liquid- Phase Effects of the Central Atom of Heteropolyanions
Having Tungsten as the Addenda Atom, Journal of Catalysis, 1993, 143, 437– 448.
103. T.H.T. Vu, H.T. Au, T.M.T. Nguyen, M.T. Pham, T.T. Bach, H.N.
Nong, Esterification of 2-keto-L-gulonic acid catalyzed by a solid heteropoly acid,
Catalysis Science & Technology, 2013, 3, 699– 705.
104. J.F. Liu, P.G Yi, Y.S.Qi, Efficient homogeneous catalysis of heteropoly acid and its
characterization through etherifications of alcohol, Journal of Molecular Catalysis
A: Chemical, 2001, 170, 109–115.
119
105. Y. Izumi, K. Iida, K. Usami, T. Nagata, An efficient method for acetolysis of cyclic
ethers catalyzed by heteropolyacid, Applied Catalysis A: General, 2003, 256,
199– 202.
106. A. Molnar, C. Keresszegi, B. Torok, Heteropoly acids immobilized into a silica
matrix: Characterization and catalytic applications, Applied Catalysis A: General,
1999, 189, 217– 224.
107. Y. Liu, B. Xu, Z. Li, L. Jia, W. Gua, Toluenee alkylation with 1-octene over supported
heteropoly acids on MCM-41 ctalysts, J Mol Catal A: Chem, 2009, 297, 86– 92.
108. G.D. Yadav, N.S. Doshi, Alkylation of aniline with methyl-tert-butyl ether (MTBE)
and tert-butanol over solid acids: product distribution and kinetics, J Mol Catal A:
Chem, 2003, 194, 195–209.
109. K. Srilatha, N. Lingaiha, B.L.A Prabhavathi, R.B.N. Prasad, S. Venkateswar, P.S. Sai
Prasad, Esterification of free fatty acids for biodiesel production over heteropoly
tungstate supported on niobia ctalysts, Appl Catal A: Gen, 2009, 365, 28– 33.
110. E. Rafiee, M. Joshaghani, F. Tork, A. Fakhri, S. Evani, Esterification of mandelic
acid catalyzed by heteropoly acid, J Mol Catal A: Chem, 2008,
283, 1– 4.
111. A. Kukovecz, Zs. Balogi, Z. Konya, M. Toba, P. Lentz, Synthesis, characterisation
and catalytic applications of sol–gel derived silica–phosphotungstic acid composites,
Applied Catalysis A: General, 2002, 228, 83– 94.
112. L.V. Chopda, P.N. Dave, Heteropoly-12-tungstophosphoric acid H3PW12O40 over
natural bentonite as a heterogeneous catalyst for the synthesis of 3,4-
dihydropyrimidin-2-(1H)-ones, Arabian Journal of Chemistry, 2020, 13,
5911– 5921.
113. V.N. Mutlu, S. Yılmaz, Synthesis of butyl glucoside over sulphated Zr-SBA-15 and
tungstophosphoric acid incorporated SBA-15 catalysts, Catalysis Today, 2021, 367,
213– 219.
114. L. R. V. da Conceiçao, C. E. R. Reis, R. de Lima, D. V. Cortez a and H. F. de Castro,
Keggin-structure heteropolyacid supported on alumina to be used in
trans/esterification of highacid feedstocks, RSC Adv., 2019, 9, 23450 – 23458.
115. A.T -Kiakalaieh, S. Tarighi, Hierarchical faujasite zeolite-supported heteropoly acid
catalyst for acetalization of crude-glycerol to fuel additives, Journal of Industrial and
Engineering Chemistry, 2019, 79, 452– 464.
116. Q. Lin, X. Li, Y. Chen, B. Lou, Preparation of fructone catalyzed by aluminium
sulfate in ionic liquid medium, Journal of Saudi Chemical Society, 2011, 15,
101– 103.
120
117. Y. Liu, Y-T. Wang, T.Liu, D.-J. Tao, Facile synthesis of fructone from ethyl
acetoacetate and ethylene glycol catalyzed by SO3H-functionalized Bronsted acidic
ionic liquids, RSC Adv, 2014, 4, 22520– 22525.
118. Nguyễn Văn Tuyến, Giáo trình Các phương pháp tổng hợp hữu cơ hiện đại, Hà Nội,
Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật, 2012.
119. T.W. Green, P.G.M. Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, NewYork, John
Willy and Sons, 1999, 293.
120. X. Haitao, F. Lihong, Preparation of fructone as apple essence without needing
water-carrying agents, PatenPark, 2015.
121. W. Quilin, A synthetic method of ketals, PatenPark, 2005.
122. Tao Xia-ping, Studies on synthesis of using solid acid catalyst AlCl3, Hecheng
Huaxue, 2003, 11, 86–88.
123. B. Hu, C. Li, S.-X. Zhao, L.-M. Rong, S.-Q. Lv, X. Liang, C. Qi, Highly Efficient
Procedure for the Synthesis of Fructone Fragrance Using a Novel Carbon based
Acid, Molecules, 2010, 15, 5369–5377.
124. G. Shan, L. XueZheng, Y.J. Guo, H.M. Yuan, Highly efficient heterogeneous
procedure for the synthesis of fructone frangrancy, Sci China Ser B-Chem, 2008, 51,
646–650.
125. M. J. Climent, A. Corma, A. Velty and M. Susarte, Zeolites for the Production of
Fine Chemicals: Synthesis of the Fructone Fragrancy, Journal of Catalysis, 2000,
196, 345–351.
126. A. Vinu, J. Justus, V.V. Balasubramanian, S.B. Halligudi, K. Ariga, T. Mori,
Synthesis of fructone and acylal using hexagonally ordered mesoporous
aluminosilicate catalyst, Collection of Czechoslovak Chemical Communications,
2008, 73, 1112–1124.
127. F. Zhang, C. Yuan, J. Wang, Y. Kong, H. Zhub, C. Wang, Synthesis of fructone over
dealmuinated USY supported heteropoly acid and its salt catalysts, Journal of
Molecular Catalysis A: Chemical, 2006, 247, 130–137.
128. C. Yuan, F. Zhang, J. Wang, X. Ren, 12-Phosphotungstic acid and its Cs salt
supported on various porous carriers as catalysts for the synthesis of fructone,
Catalysis Communications, 2005, 6, 721–724.
129. Q. Yu, Z. Zhou, W. Wu, Z. Yun, Acetalization of ethyl acetoacetate with glycol over
silica gel supported phosphotungstic acid catalyst, Chemical Reaction Engineering
and Technology, 2009, 25(4), 300–305.
121
130. S. Yang, X. Du, L. He, J. Sun, Synthesis of acetals and ketals catalyzed by
tungstosilisic acid supported on active carbon, J. Zhejiang University Science B,
2005, 6(5), 373–377.
131. T. H. N. Le, K.L. Le, Q.V. Tran , T.H. Le, T.T.L. Nguyen, T.N. Nguyen, V. Q.
Nguyen, T.B.H. Nguyen, T.H. Nguyen, Q.H. Bui, Study on acidity of Al-SBA-15
mesoporous material and its application on waste vegetable oil cracking process,
ORPE proceedings, 2014, 12.
132. A. Popa, V. Sasca, I. H.-Antunovic, The influence of surface coverage on textural,
structural and catalytic properties of cesium salts of 12-molybdophosphoric acid
supported on SBA-15 mesoporous silica, Microporous and Mesoporous Materials,
2012, 156, 127–137.
133. R. Liu, T. Wang, Y. Jin, Catalytic dehydration of glycerol to acrolein over HPW
supported on Cs+ modified SBA-15, Catalysis Today, 2014, 233, 127–132.