การสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียมบนตัวรองรับแบบ MCM-41 เพื่อใช้ในปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันแบบเลือกเกิดของหมู่อัลไคน์เป็นอัลคีนในอุตสาหกรรมการผลิตยาและสารเคมีมูลค่าเพิ่มสูง : รายงานวิจัยฉบับสมบูรณ์

Abstract

งานวิจัยนี้ได้ศึกษาการเตรียมและการประยุกต์ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียมบนตัวรองรับ MCM-41 ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ในวัฎภาคของเหลว เมื่อเปรียบเทียบคุณลักษณะและสมบัติในการเร่งปฏิกิริยาของตัวเร่ง ปฏิกิริยาแพลเลเดียมบนตัวรองรับซิลิกาและ MCM-41 ที่มีรูพรุนขนาดต่างๆ ในเชิงการกระจายตัวของแพลเลเดียม ความว่องไวในปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันของ 1-เฮกซีนในวัฏภาคของเหลวและการเสื่อมสภาพของตัวเร่งปฏิกิริยา พบว่าตัวรองรับ MCM-41 ที่มีรูพรุนขนาดใหญ่จะให้การกระจายตัวของแพลเลเดียมที่สูงในขณะที่บนตัวรองรับอื่นๆแพลเลเดียมกระจายตัวอยู่ภายนอกรูพรุนเป็นส่วนใหญ่ทำให้ค่าการกระจายตัวต่ำ ความว่องไวในปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันไม่ขึ้นอยู่กับการแพร่ของสารตั้งต้นในรูพรุนของตัวเร่งปฏิกิริยาแต่ขึ้นอยู่กับการกระจายตัวของโลหะแพลเลเดียม เมื่อเปรียบเทียบตัวรองรับที่มีขนาดรูพรุนเท่ากัน ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียมบน MCM-41 มีความว่องไวสูงกว่าบนซิลิกาและไม่เสื่อมสภาพโดยการถูกชะล้างหลังจากทำปฏิกิริยาเป็นเวลา 5 ชั่วโมง เมื่อทำการเปลี่ยนสารตั้งต้นในการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียม พบว่า แพลเลเดียมคลอไรด์ให้อนุภาคแพลเลเดียมขนาดเล็ก ทำให้การกระจายตัวและความว่องไวในปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันสูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่เตรียมจากแพลเลเดียมไนเตรทหรือแพลเลเดียมอะซิเตท นอกจากนี้ยังพบว่าการเสื่อมสภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียมบนตัวรองรับซิลิกาชนิดต่างๆขึ้นอยู่กับขนาดของแพลเลเดียมโดยอนุภาคขนาดเล็กจะเกิดการเสื่อมสภาพแบบซินเทอร์ริง (sintering) หรือการที่อนุภาคขนาดเล็กเกิดการรวมตัวกัน ในขณะที่อนุภาคขนาดใหญ่มีแนวโน้มที่จะเกิดการเสื่อมสภาพโดยการถูกชะล้างมากกว่า ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาให้มีขนาดอนุภาคที่เหมาะสมเพื่อให้ได้การกระจายตัวสูงและไม่เสื่อมสภาพเมื่อนำไปใช้งานในปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันในวัฏภาคของเหลว