Nghiên cứu tổng hợp vật liệu Ti-SBA-15 từ thủy tinh lỏng Việt Nam và tính chất xúc tác trong phản ứng oxi hóa α-pinen.

Vật liệu silica chứa titan (Ti-MCM-41, Ti-SBA-15…) đã được biết đến như một loại xúc tác rất tốt cho các phản ứng oxi hóa các anken với tác nhân H₂O₂. Vấn đề đánh giá hoạt tính của Ti-SBA-15 trong phản ứng oxi hóa α-pinen, một hợp chất có trong dầu thông Việt Nam nhằm điều đế các sản phẩm α-pinen oxit và các hợp chất chứa oxi khác phục vụ cho ngành dược phẩm, ngành polyme rất có ý nghĩa trong khoa học và thực tiễn. Tuy nhiên việc tổng hợp Ti-SBA-15 từ nguồn silic ankoxit như TEOS, TMOS…làm giá thành vật liệu tăng cao. Vì vậy, để giảm giá thành vật liệu, tác giả Nguyễn Đình Tuyến và Lê Thị Hoài Nam (Viện Hóa Học thuộc Viện KH&CN Việt Nam) tiến hành tổng hợp vật liệu mao quản trung bình SBA-15 chứa Ti từ nguồn thủy tinh lỏng Việt Nam.

Đây là phương pháp tổng hợp vật liệu Ti-SAB-15 theo định hướng công nghệ và thương mại hóa sản phẩm, lần đầu tiên được thực hiện ở Việt Nam. Bằng phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (XRD), phổ hấp thụ hồng ngoại (FTIR), phổ tán xạ Raman và phổ hấp thụ electron (UV-VIS) cho thấy vật liệu được tổng hợp gồm các hạt nhỏ, khá đều đặn, kích thức từ 0,5-1 µm. Nhóm đã tổng hợp thành công vật liệu mao quản trung bình Ti-SBA-15 từ nguồn thủy tinh lỏng Việt Nam có chất lượng cao. Đưa ra một định hướng công nghệ bằng việc sử dụng thủy tinh lỏng làm nguồn silic ban đầu thay thế nguồn TEOS. Khảo sát và so sánh hoạt tính xúc tác, độ bền thủy nhiệt của Ti-MCM-41, Ti-SBA-15, cho thấy Ti-SBA-15 có khả năng bền thủy nhiệt tốt hơn Ti-MCM-41 và do đó sự rửa trôi Ti khỏi mạng cấu trúc sẽ ít hơn làm tăng độ bền hoạt tính, tăng khả năng tái sinh và chu kì sử dụng của xúc tác. Xúc tác Ti-SBA-15 có hoạt tính rất cao, ở nhiệt độ thấp (55⁰C), áp suất thường, chỉ trong thời gian 15 phút đã có sự chuyển hóa α-pinen 5,19 %, trong khi đó Ti-MCM-41 cần tới 60 phút để đạt tới độ chuyển hóa tương đương. Dưới cùng điều kiện phản ứng, độ chuyển hóa của phản ứng tăng khi thời gian tăng. Cùng với sự tăng độ chuyển hóa theo thời gian, các sản phẩm thứ cấp của α-pinen oxit cũng tăng lên. Trong thời gian tới nhóm sẽ tiếp tục nghiên cứu tìm điều kiện tối ưu để đạt được độ chọn lọc theo α-pinen oxit cao nhất.