Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

SELECTIVE HYDROGENATION OF 3-NITROSTYRENE TO 3-VINYLANILINE OVER PT-BASED BIMETALLIC CATALYSTS

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

ปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันแบบเลือกเกิดได้ของสามไนโตรสไตรรีนไปเป็นสามไวนิลอะนิลีนบนตัวเร่งปฏิกิริยาไบเมทัลลิคที่มีแพลตินัมเป็นองค์ประกอบหลัก

Year (A.D.)

2016

Document Type

Thesis

First Advisor

Joongjai Panpranot

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

Master of Engineering

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Chemical Engineering

DOI

10.58837/CHULA.THE.2016.1386

Abstract

The Pt-based bimetallic catalysts on degussa P25 titanium dioxide were synthesized by co-impregnation method with metal from the 4th row of periodic table such as Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, and Ga. The catalytic activities were tested in the liquid-phase selective hydrogenation of 3-nitrostyrene (3-NS) to 3-vinylaniline (3-VA) under 2 MPa of H2 and 50ºC. I was found that the 0.5Pt-xFe/TiO2 series exhibited superior NS conversion and higher 3-VA selectivity than the monometallic Pt catalyst. The Pt-Co(0.3-0.5%) and Pt-Ga(0.2-0.5%) also showed improved catalytic performances. The activity of the bimetallic Pt-based catalysts did not follow the CO-chemisorption trend due probably to the Pt-alloy formation and/or the coverage of Pt active site by the 2nd metal. However, the H2-TPR results showed that the reducibility of Pt oxide was easier for the bimetallic catalysts and the XRD results revealed the presence of amorphous phase when Fe, Co, or Ga were added to the Pt catalysts. This could be the reason for higher VA selectivity of these catalysts. The 0.5Pt-0.5Fe/TiO2 showed the best catalytic performances which gave the lowest undesire product (3-ethylnitrobenzene) about 0.2 % with the highest yield of 3-VA at 78%.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

เตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาไบเมทัลลิคที่มีแพลตินัม0.5% โดยน้ำหนักเป็นองค์ประกอบหลักบนไทเทเนียมไดออกไซด์(P-25) ด้วยวิธีเคลือบฝังร่วมกับโลหะจากแถวที่ 4 ในตารางธาตุได้แก่ โครเมียม เหล็ก โคบอลต์ นิกเกิล ทองแดง สังกะสี และ แกลเลียม ทดสอบความว่องไวของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เตรียมขึ้นในปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันแบบเลือกเกิดได้ของสามไนโตรสไตรีนไปเป็นสามไวนิลอะนิลีน ในวัฎภาคของเหลวภายใต้ความดันไฮโดรเจน 2 เมกะปาสคาลและอุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียล พบว่าชุดตัวเร่งปฏิกริยาแพลตินัม-เหล็กที่ปริมาณเหล็ก 0.2-0.7% โดยน้ำหนักให้ค่าคอนเวอร์ชันของไนโตรสไตรีนและการเลือกเกิดเป็นไวนิลอะนิลีนสูงกว่าตัวเร่งปฏิกริยาที่มีเพียงโลหะแพลตินัม ส่วนการเติมโคบอลต์(0.3-0.5%) และแกลเลียม(0.2-0.5%) ให้ผลที่ดีเช่นเดียวกัน ความว่องไวของตัวเร่งปฏิกริยาไม่สอดคล้องกับปริมาณการดูดซับของแก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์อาจเนื่องมาจากการเกิดอัลลอยของโลหะผสมแพลตินัมและการบดบังของตำแหน่งของแพลตินัมที่ว่องไว อย่างไรก็ตามจากเทคนิคการรีดักชันแบบโปรแกรมอุณหภูมิการเติมโลหะตัวที่สอง ช่วยส่งเสริมการรีดิวซ์ของโลหะแพลตินัมทำให้อุณหภูมิรีดักชันต่ำลง และการกระเจิงรังสีเอ็กซ์ แสดงการเกิดโครงสร้างอสัณฐานปกคลุมตัวเร่งปฏิกริยาซึ่งช่วยเพิ่มค่าการเลือกเกิดเป็นไวนิลอะนิลีน ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ดีที่สุดคือตัวเร่งปฏิกิริยา 0.5แพลตินัม-0.5เหล็กบนตัวรองรับไทเทเนีย โดยให้ปริมาณผลิตภัณฑ์ที่ไม่ต้องการต่ำที่สุดประมาณ 0.2 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่ให้ค่าร้อยละผลได้ ของไวนิลอะนิลีนสูงที่สุดที่ร้อยละ 78

Link to Full Text

Share

COinS