ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

การศึกษาความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาของซีโอไลต์ที่มีไทเทเนียมเป็นองค์ประกอบ

หน่วยงาน สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : การศึกษาความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาของซีโอไลต์ที่มีไทเทเนียมเป็นองค์ประกอบ
นักวิจัย : ตะวัน สุขน้อย
คำค้น : Ammoximation , oxidation , TS-1 , Zeolites
หน่วยงาน : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2549
อ้างอิง : http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=RSA4580042 , http://research.trf.or.th/node/1642
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาการเร่งปฏิกิริยาของซีโอไลต์ที่มีไททาเนียมเป็นองค์ประกอบ โดยศึกษา ปฏิกิริยาการจัดเรียงตัวใหม่แบบเบคมานของไซโคลเฮกซาโนนออกซีม และปฏิกิริยาแอมมอกซิเมชันของไซโคลเฮกซาโนนเพื่อสังเคราะห์ไซโคลเฮกซาโนนออกซีมในกระบวนการแบบกะและแบบต่อเนื่อง จากการวิจัยพบว่า นั้น ซีโอไลต์บีต้าที่เป็นกรดมีความสามารถในการเร่งปฏิกิริยา(activity) การจัดเรียงตัวใหม่แบบเบคมานของไซโคลเฮกซาโนนออกซีมสูงกว่าซีโอไลต์บีต้าที่กำจัดอะลูมิเนียมและซีโอไลต์ไททาเนียมบีต้า ในขณะที่ซีโอไลต์บีต้าที่กำจัดอะลูมิเนียมมีการเลือกสรร (selectivity) คาโปรแลตตัมสูงที่สุด เมื่ออุณหภูมิและเวลาที่สัมผัสตัวเร่งปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นจะทำให้ความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาและการเลือกสรรเพิ่มขึ้น นอกจากนั้นเมื่อเติมน้ำลงในตัวทำละลายนอมอร์บิวทานอลจะทำให้ความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาและการเลือกสรรเพิ่มขึ้นด้วย ส่วนการศึกษาปฏิกิริยาแอมมอกซิเมชันของไซโคลเฮกซาโนนเพื่อสังเคราะห์ในกระบวนการแบบกะ พบว่าการใช้กรดแอซิติกเป็นตัวทำละลายจะทำให้ได้ผลิตภัณฑ์เป็นไซโคลเฮกซาโนนออกซีมในปริมาณที่มากกว่าการใช้น้ำเป็นตัวทำละลาย นอกจากนั้นพบว่า เกลือแอมโมเนียของกรดอ่อนเช่น เกลือแอมโมเนียมแอซิ-เตด แอมโมเนียมคาร์บอเนต แอมโมเนียมซิเตรท และ แอมโมเนียมออกซาเลต สามารถใช้ในการทำปฏิกิริยาได้ การเร่งปฏิกิริยาโดยใช้ซีโอไลต์ไทเทเนียมบีต้าได้ผลดีกว่าการใช้ไทเทเนียมซิลิกาไลต์ แต่ทำให้เกิดการจัดเรียงตัวใหม่ของผลิตภัณฑ์คาโปรเลกเทมขึ้นด้วย จากการศึกษาพบว่ากลไกการเกิดปฏิกิริยาแอมมอกซิเมชันสามารถเกิดขึ้นได้ 2 ทาง กล่าวคือ เมื่อใช้กรดแอซิติกเป็นสารละลาย แอมโมเนียเข้าทำปฏิกิริยากับไซโคลเฮกซาโนนก่อนแล้วจึงถูกออกซิไดส์ได้เป็นไซโคลเฮกซาโนนออกซีม ส่วนการใช้น้ำเป็นตัวทำละลาย แอมโมเนียถูกออกซิไดซ์เป็นไฮดรอกซีลามีนก่อนแล้วจึงเข้าทำปฏิกิริยากับไซโคลเฮกซาโนนเป็นไซโคลเฮกซาโนนออกซีม สำหรับปฏิกิริยาแอมมอกซิเมชันของไซโคลเฮกซาโนนในกระบวนการแบบต่อเนื่อง จะใช้ TS-1 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา โดยเครื่องปฏิกรณ์แบบปั่นกวนขนาด 50 มิลลิลิตรให้เปอร์เซนต์การเปลี่ยนแปลง (Conversion) ของไซโคลเฮกซาโนน (40%โมล) และให้การเลือกสรร (Selectivity) ในการเกิดไซโคลเฮกซาโนนออกซีม (90%โมล) สูงกว่าใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบท่อไหลและในกระบวนการแบบกะ ( 20% Conversion, 70% Selectivity) การเพิ่มเวลาสัมผัส (contact time) ทำให้เปอร์เซนต์การแปลี่ยนแปลง (Conversion) เพิ่มขึ้น โดยการลดอัตราการไหลของสารตั้งต้นและเพิ่มปริมาณของตัวเร่งปฏิกิริยา เมื่อทำการลดความเข้มข้นของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์จะได้การเลือกสรร (Selectivity) ในการเกิดไซโคลเฮกซาโนนออกซีมสูงขึ้น ตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถทำการปฏิกิริยาได้มากกว่า 40 ชั่วโมงโดยปริมาณผลิตภัณฑ์ไซโคลเฮกซาโนนออกซีมคงที่ นอกจากนั้นการเพิ่มอุณหภูมิในการกำจัดสารอินทรีย์ของตัวเร่งปฏิกิริยายังช่วยลดการสูญเสียตำแหน่งที่ว่องไวของปฏิกิริยาอีกด้วย In this research, reactions using titanium – containing zeolite catalysts namely Beckmann rearrangement of cyclohexanone oxime and ammoximation of cyclohexanone to cyclohexanone oxime in bath and continuous process were studied. It was found that in Beckmann rearrangement of cyclohexanone oxime. H-Beta possessed higher activity, as compared to Dealuminated Beta and Ti-Beta while the Dealumnated Beta possessed the highest selectivity for caprolactam formation. The conversion of cyclohexanone oxime and caprolactam selectivity was increased with an increase in temperature and contact time. Moreover, the use of water/n-butanol as solvent shows improved conversion and selectivity. In the ammoximation of cyclohexanone, reaction using acetic acid as a solvent shows higher activity than that using water as a solvent, due to the formation of a better oxidizing agent. peracetic acid. The investigation on alternative sources of ammonia showed that ammonium salts of weak acid, such as ammonium acetate, ammonium carbonate, ammonium citrate and ammonium oxalate can be used for synthesis cyclohexanone oxime. Ammoximation reaction catalyzed by Ti-Beta zeolite produces higher yields of products than that using TS-1. However, further rearrangement of cyclohexanone oxime to caprolactam was observed. The study of the reaction mechanism shows that there are two possible partway for the formation of cyclohexanone oxime. The condensation of ammonia with cyclohexanone to produce primarily cyclohexanone imine followed by oxidation of cyclohexanone is favored in the presence of acetic acid. In contrast, ammonia is primarily oxidized to hydroxylamine, then the hydroxylamine reacts with cyclohexanone to form cyclohexanone oxime in reaction using water as a solvent. For the ammoximation of cyclohexanone in continuous process, the reaction using TS-1 as catalyst in continuous stirred tank reactor (50 ml)gives a better activity (up to 40% mol) and selectivity of the oxidised products (up to 90%mol), as compared with the plug flow reactor and the batch process (20% conversion, 70%selectivity). The increase in contact time (W/F 42-148 g.hr/mol), either by increasing amounts of TS-1 (0.5-2.0 g) or decreasing reactants feeding rate (7-25 ml/min), leads to an increase in cyclohexanone oxime formation. It is also shown that when the molar ratio of cyclohexanone and hydrogen peroxide is increased (0.8-2.5 mol/mol), the selectivity of cyclohexanone oxime is raised (50-90%). Over 40 hours of testing, the catalyst gives a steady yield of cyclohexanone oxime. Leaching of titanium active sites were also found (2-10?c). however. this can be reduced when the calcining temperature is raised (500-600?C).

บรรณานุกรม :
ตะวัน สุขน้อย . (2549). การศึกษาความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาของซีโอไลต์ที่มีไทเทเนียมเป็นองค์ประกอบ.
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
ตะวัน สุขน้อย . 2549. "การศึกษาความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาของซีโอไลต์ที่มีไทเทเนียมเป็นองค์ประกอบ".
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
ตะวัน สุขน้อย . "การศึกษาความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาของซีโอไลต์ที่มีไทเทเนียมเป็นองค์ประกอบ."
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2549. Print.
ตะวัน สุขน้อย . การศึกษาความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาของซีโอไลต์ที่มีไทเทเนียมเป็นองค์ประกอบ. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2549.