Effect of ions on the hydroxylation of benzene to phenol by hydrogen peroxide over TS-1 catalyst

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาปฏิกิริยาไฮดรอกซิเดชันของเบนซีนเป็นฟีนอลโดยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในเครื่องปฏิกรณ์แบบสามเฟส ด้วยผลของไอออนต่างๆ(H⁺, NH₄⁺, NO₃⁻, Cl⁻ และ CH₃COO⁻) ในสารละลายโดยการใช้กรด 3 ชนิดและเกลือ 2 ชนิด(กรดไฮโดรคลอริก, กรดอะซิติก, กรดไนตริก,แอมโมเนียมไนเตรต และ แอมโมเนียมคลอไรค์) พบว่า ในสารละลายที่มีโปรตอน เบนซีนสามารถละลายได้เพิ่มมากขึ้นเนื่องจากความแข็งแรงของพันธะไฮโดรเจนในโมเลกุลของน้ำลดลง และในสารละลายที่มีไอออน NH₄⁺, NO₃- และ Cl⁻ อัตราการละลายของเบนซีนจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากการลดลงของแรงตึงผิวและความหนืดของสารละลาย ในกรณี CH₃COO⁻ ไอออน เนื่องจากโมเลกุลมีส่วนที่ไม่มีขั้วจึงช่วยในการละลายของเบนซีนได้มากขึ้น ในส่วนของการเกิดปฏิกิริยา พบว่า ความเข้มข้นสมดุลและอัตราการละลายของเบนซีนส่งผลต่อการเกิดปฏิกิริยา ที่จุดเหมาะสมของความเข้มข้นสมดุลและอัตราการละลายของเบนซีน การเปลี่ยนแปลงของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ไปเป็นผลิตภัณฑ์จะเพิ่มขึ้น นอกเหนือจากนั้น พบว่า ปฏิกิริยานี้สามารถอธิบายได้ด้วยแบบจำลองแลงเมียร-ฮินเชลวูดซึ่งสารตั้งต้นสองตัวจำเป็นต้องดูดซับลงบนพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อให้การเกิดปฏิกิริยา