Wpływ struktury nośnika na właściwości katalityczne mezoporowatych krzemionek funkcjonalizowanych grupami arenosulfonowymi
K. Maresz, J. Malinowski, J. Mrowiec-Białoń, A. Jarzębski
Przem. Chem., 91(10), 2061-2065 (2012)
Abstrakt
Heterogeniczne katalizatory o właściwościach kwasowych otrzymano metodą impregnacji grup arenosulfonowych na powierzchni mezoporowatych krzemionek o zdecydowanie różniących się właściwościach strukturalnych. Nośniki krzemionkowe oraz otrzymane na ich bazie katalizatory scharakteryzowano za pomocą adsorpcji azotu w 77 K oraz transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Wyznaczono kwasowość otrzymanych katalizatorów. Aktywność katalityczną badano w modelowej reakcji estryfikacji kwasu octowego butanolem. Mezostrukturalne pianki komórkowe (MCF), charakteryzujące się otwartą trójwymiarową strukturą piankową, wykazywały najlepszą aktywność katalityczną. Ich aktywność była większa niż aktywność heterogenicznych katalizatorów typu Amberlyst-15, Smopex-101 oraz H-ZSM-5 stosownych w przemysłowych procesach estryfikacji. Zdecydowanie najmniejszą aktywnością charakteryzowały się katalizatory o nieuporządkowanej strukturze otrzymane z wykorzystaniem MN-Kieselgelu jako nośnika grup -SO3H. Potwierdzono znaczący wpływ struktury katalizatora na szybkość reakcji, związany z ułatwioną dyfuzją oraz zwiększoną dostępnością reagentów do centrów aktywnych katalizatora. Zaproponowano model kinetyczny reakcji estryfikacji.
