Bài báo về chất xúc táC
tải về 17.17 Kb.
|
ppnckh, pdf
|
BÀI BÁO VỀ CHẤT XÚC TÁC QUÁ TRÌNH OXI HÓA HIẾU KHÍ CỦA RƯỢU BENZYL THÀNH BENZEN DEHYDE BẰNG CÁCH SỬ DỤNG CÁC HẠT NANO BISMUTH VANADATE ĐƠN TÀ DƯỚI BỨC XẠ ÁNH SÁNG NHÌN THẤY: TÍNH CHỌN LỌC VÀ ỨC CHẾ XÚC TÁC QUANG Giới thiệu Xúc tác quang mang lại cơ hội thúc đẩy các phản ứng hóa học sử dụng bức xạ mặt trời như một nguồn năng lượng sạch và miễn phí. Xúc tác quang chủ yếu được áp dụng cho quá trình oxi hóa quang không chọn lọc của các chất ô nhiễm hữu cơ trong khí quyển và nước bằng cách sử dụng chất xúc tác quang oxit kim loại và dioxygen. Cũng có những cơ hội đáng kể để áp dụng xúc tác quang dị thể cho hóa học tổng hợp chọn lọc, tuy nhiên vẫn còn nhiều thách thức ngoài tính chọn lọc,bao gồm cả việc sử dụng cả chất xúc tác dồi dào trong đất có thể tái sử dụng hoạt động dưới bức xạ ánh sáng nhìn thấy. Andehit có giá trị làm phụ gia thực phẩm,nước hoa và chất trung gian tổng hợp. Chúng thường được tạo ra từ các rượu tương ứng, thông qua các phản ứng oxy hóa hóa học phân vị như cromat và pemanganat tạo ra chất thải đáng kể, hoặc các chất xúc tác phức hợp kim loại quý ở nhiệt độ cao khi sử dụng dioxygen làm chất oxy hóa. Ngược lại, xúc tác quang dị thể hoạt động ở nhiệt độ phòng, trong không khí sử dụng dioxygen, và chất xúc tác có thể được tái chế dễ dàng. Tuy nhiên, vẫn còn những thách thức để đạt được một quá trình khả thi bao gồm việc sử dụng ánh sáng nhìn thấy, giảm sự tái kết hợp lỗ electron và cải thiện tính chọn lọc về cơ bản bị giảm do quá trình oxy hóa. Trong nhiều thập kỷ, titanium dioxide đã được nghiên cứu như một chất xúc tác quang đê chuyển đổi có chọn lọc rượu benzyl thành benzaldehyde dưới dạng đang hình UV của TiO2 có dải rộng khoảng ca. 3.0(rutile) to 3.2 eV(anatase) ngăn cản sự hấp thụ ánh sáng nhìn thấy và dưới bức xạ UV, quá trình oxy hóa quá mức thường xảy ra với sự hình thành đáng kể, cạnh tranh của axit cacboxylic. Một số cách tiếp cận đã được theo đuổi để tăng sự phù hợp quang phổ với ánh sáng nhìn thấy trong khi vẫn duy trì tính chọn lọc. Ví dụ, phức chất xúc tác quang phân tử ruthenium đã được cố định trên các giá đỡ oxit kim loại để tạo ra một hệ thống chọn lọc cho quá trình oxy hóa rượu benzyl, tuy nhiên các hệ thống này yêu cầu sử dụng chất hy sinh nhà tài trợ điện tử. Các vật liệu hấp thụ ánh sáng nhìn thấy như cacbon nitrit than chì (g-C3N4 bandgap= 2.7 eV) và vonfram bitmut ( Bi2 WO6 bandgap= 2.8 eV) có khả năng oxy hóa chọn lọc rượu benzyl thành benzaldehyde nhưng với độ chuyển hóa thấp tương ứng là 9 và 30% sau một số giờ chiếu xạ sử dụng nguồn sáng đèn hồ quang Xe cường độ cao(300W). Vật liệu tổng hợp bán dẫn quang hoạt cũng đã được nghiên cứu, chủ yếu để giảm sự tái kết hợp lỗ trống electron. Chúng bao gồm các hợp chất nano của vonfram bismuth và oxit graphene bị khử, oxit vonfram được nạp với chất xúc tác oxit paladi và các thanh nano cadmium sulhide với lớp phủ titania vô định hình giúp oxy hóa chọn lọc rượu benzyl thành benzaldehyde, nhưng tất cả đều yêu cầu các phương pháp tổng hợp phức tạp và đa tầng để điều chế chúng. Monolinicb bismuth vanadate, BiVo4, có khoảng cách = 2.4eV và được dùng bao quát cho quá trinh oxi hóa cho quang điện hóa dưới sai số [28-32]. Dưới sự thích hợp của công trình Bismuth vanadate được sử dụng cho sự oxi hóa quang xúc tác chọn lọc của Benzyl Amin đến Imines tương ứng của nó ( 97% chuyển biến, 91% tính chọn lọc trong 7h ) sử dụng đèn huỳnh quang và bộ lọc 420 nm [33] Sự thúc đẩy cho công trình này là từ sự nghiên cứu tổng hợp quang điện hóa sử dụng nguồn đèn LED rẻ tiền và đất chưa nhiều oxit kim loại cho sự oxi hóa có chọn lọc. Trong quang xúc tác ánh sáng nhìn thấy được liên quan với oxit kim loại, sự chuyển biến thấp thường được quan sát và quy cho sự tái kết hợp mang điện tích nhanh chóng, cái mà phổ biến cho oxit kim loại. Bởi vậy, chũng ta cũng nhắm tới những nguyên liệu có cấu trúc nano để tăng khả năng khuyêchs tán nạp liệu tới bề mặt. Tính năng chính điều khiển sự chọn lọc của oxi hóa quang điện hóa không đồng nhất thường khó hiểu ( kém hiểu biết ). Trong tài liệu này ta báo cáo về sự tổng hợp của phân tử nano BiVo4 ( nan-BiVo4 ) bằng cách sử dụng phương pháp thủy nhiệt đơn giản và ứng dụng của chúng cho quá trình oxi hóa hiếu khí của rượu benzyl thành benzaldehydes. Sự chiếu sáng của đèn LED xanh dương đem lại benzaldehydes với hiệu suất cao và sự chọn lọc. Sự hoạt động của BiVo4 dưới nhưng điều kiện này được thể hiện gấp 10 lần tốt hơn TiO2 và gấp 30 lần tốt hơn khối BiVo4. Quan trọng hơn, sự chuyển biến được chứng kiến rằng nó bị giới hạn bởi những số lượng nhỏ của benzoic axit và sự phản ứng quang học bị ức chế đáng kể bởi sự oxi hóa quá mức. tải về 17.17 Kb. Chia sẻ với bạn bè của bạn:
|