การสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาไทเทเนียมซิลิคาไลท์-1 และการประยุกต์ใช้ในปฏิกิริยาอิพอกซิเดชัน

Abstract

งานวิจัยนี้รายงานการสังเคราะห์และการพิสูจน์เอกลักษณ์ของตัวเร่งปฏิกิริยาไทเทเนียม ซิลิคาไลท์-1 ที่มีรูพรุนขนาดไมโครพอรัส (TS-1) และตัวเร่งปฏิกิริยาไทเทเนียมซิลิคาไลท์-1 ที่มี รูพรุนขนาดเมโซพอรัส (m-TS-1) วัสดุที่สังเคราะห์ได้นี้ถูกพิสูจน์เอกลักษณ์ด้วยเทคนิคเอ็กซเรย์ดิฟ แฟรกชัน เทคนิคการดูดซับและการคายซับด้วยแก๊สไนโตรเจน เทคนิคฟูเรียร์ทรานสฟอร์ม อินฟราเรดสเปกโทรสโกปี และเทคนิคสแกนนิ่งอิเล็คตรอนไมโครสโกปี ผลการวิเคราะห์พบว่า วัสดุ ที่สังเคราะห์ได้มีโครงสร้างเป็นรูพรุนที่จัดเรียงตัวอย่างเป็นระเบียบโดยสอดคล้องกับโครงสร้างแบบ MFI โดยพื้นที่ผิว ปริมาตรรูพรุนขนาดไมโครพอรัส ปริมาตรรูพรุนขนาดเมโซพอรัส และขนาด เส้นผ่านศูนย์กลางของรูพรุนของ TS-1 เท่ากับ 420.4 ตารางเมตรต่อกรัม 0.20 ลูกบาศก์เซนติเมตร ต่อกรัม 0.05 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อกรัม และ 1.9 นาโนเมตร ตามลำดับ ขณะที่สมบัติเหล่านี้ของ m-TS-1 เท่ากับ 390.4 ตารางเมตรต่อกรัม 0.15 ลูกบาศก์เซนติเมตรต่อกรัม 0.10 ลูกบาศก์ เซนติเมตรต่อกรัม และ 2.4 นาโนเมตร ตามลำดับ วัสดุที่สังเคราะห์ได้ถูกนำไปทดสอบ ความสามารถในการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธุ์เทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยาไทเทเนียมไดออกไซด์ที่ใช้ ในงานอุตสาหกรรม (TiO₂)สำหรับปฏิกิริยาอิพอกซิเดชันของเมทิลโอลิเอทกับไฮโดรเจนเปอร์ ออกไซด์โดยใช้อัตราส่วนระหว่างเมทิลโอลิเอทกับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็น 1:3 ทำปฏิกิริยาโดย ใช้ไมโครเวฟ ที่อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 3 ชั่วโมงและใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา 0.075 กรัม พบว่า เมื่อเปรียบเทียบความสามารถในการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาระหว่าง TS-1, m-TS-1 และ TiO₂ นั้น ตัวเร่งปฏิกิริยา TS-1 ให้ร้อยละผลได้ของผลิตภัณฑ์อิพอกไซด์สูงที่สุดเนื่องจาก TS-1 มีพื้นที่ผิว สูงและมีไทเทเนียมในโครงสร้างจัดเรียงตัวแบบทรงเหลี่ยมสี่หน้าซึ่งเป็นตำแหน่งที่ปฏิกิริยาเกิดขึ้น นอกจากนี้ ปัจจัยอื่น ๆ ที่ส่งผลต่อการเกิดปฏิกิริยา ได้แก่ เวลาที่ใช้ในการทำปฏิกิริยา อุณหภูมิที่ใช้ ทำปฏิกิริยา และ อัตราส่วนโดยโมลของสารตั้งต้น ได้ถูกศึกษาด้วยเช่นกัน