ผลของสปีชีส์เหล็กบน Fe-MCM-41 ต่อประสิทธิภาพการเร่ง ปฏิกิริยาฟีนอลไฮดรอกซิเลชัน

บทคัดย่อ

ตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็กบนตัวรองรับ HMCM-41 ที่มีปริมาณเหล็กร้อยละ 5 โดยน้ำหนัก สังเคราะห์ขึ้นจากวิธีการเอิบชุ่ม (5Fe/HZSM-5_IMP) และวิธีไฮโดรเทอร์มอล (5Fe/HZSM-5_HYD) มีโครงสร้างเป็นเฮกซะโกนอลที่มีความเป็นผลึกสูง สปีชีส์ของเหล็กที่กระจายตัวบนตัวเร่งปฏิกิริยาที่สังเคราะห์จากวิธีเอิบชุ่ม มีโครงสร้างผลึกแบบแมกนีไทท์หรืออินเวอร์สสปีเนล ของ Fe₃O₄  สำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาที่สังเคราะห์ขึ้นแบบไฮโดรเทอร์มอล พบโครงสร้างเหล็กแบบเททระฮีดรอนแทนที่ในเฟรมเวอร์ค MCM-41 ผลการทดสอบการเร่งปฏิกิริยาฟีนอลไฮดรอกซิเลชันของตัวเร่งปฏิกิริยาทั้งสองชนิด พบว่า 5Fe/HZSM-5_HYD มีความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาที่สูงกว่า 5Fe/HZSM-5_IMP สัดส่วนการคัดเลือกผลิตภัณฑ์แคทิคอล/ไฮโดรควิโนน เป็น 70/30 และ 60/40 สำหรับ 5Fe/HZSM-5_IMP และ 5Fe/HZSM-5_HYD ตามล้าดับ 5Fe/HZSM-5_HYD มีความจำเพาะต่อไฮโดรควิโนนเพิ่มขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับ 5Fe/HZSM-5_IMPเป็นผลมาจากมีสมบัติชอบน้ำต่ำของโครงสร้างเหล็กในเฟรมเวอร์ค MCM-41 ปฏิกิริยาของ 5Fe/HZSM-5_IMP มีร้อยละการคัดเลือกต่อแคทิคอลที่สูงและมีร้อยละการสูญเสียมวลเพิ่มขึ้น เนื่องจาก Fe₃O₄  มีสมบัติชอบน้ำที่สูงจึงเกิดการดูดซับที่แข็งแรงของสารตั้งต้น ซึ่งมีแนวโน้มการเสื่อมสภาพเนื่องจากการสะสมของโมเลกุลคาร์บอนสูง