استفاده از نانوکاتالیست های هتروپلی اسید بر پایه تیتانیوم اکسید نانوساختار جهت سنتز آلکیل بنزن خطی

در این پژوهش، آلکیلاسیون بنزن با 1-دکن برای تولید آلکیل بنزن خطی (lab) در حضور کاتالیزورهای هتروپلی اسید داوسون نهش یافته مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، ابتدا هتروپلی اسیدهای داوسون سنتز شده و سپس با میزان بارگذاری های مختلف بر روی پایه نانوساختار تیتانیا نشانده شد. هتروپلی اسیدهای داوسون نهش یافته، پس از کلسینه شدن در دمای مشخص، به عنوان کاتالیزور در واکنش تولید آلکیل بنزن خطی مورد استفاده قرار گرفتند. برای بررسی اولیه اثر پارامترهای عملیاتی روی درصد تبدیل 1-دکن و بازده تولید آلکیل بنزن خطی، ابتدا از طراحی آزمایش به روش طرح عاملی دو سطحی استفاده شد و اثر پارامترهای نسبت مولی بنزن به 1-دکن، مقدار کاتالیزور، درصد بارگذاری کاتالیزور، دمای کلسینه کردن کاتالیزور، زمان و دمای واکنش بررسی گردید. واکنش ها در یک راکتور شیشه ای و در فشار ثابت اتمسفری انجام شد. نتایج حاصل از طراحی آزمایش به روش طرح عاملی کسری نشان داد که هر شش پارامتر عملیاتی دارای اهمیت می باشند و انجام واکنش ها در دمای ثابت 80 درجه سانتی گراد و بکارگیری کاتالیزورهای کلسینه شده در دمای 300 درجه سانتی گراد باعث بهبود مقادیر درصد تبدیل 1-دکن و بازده تولید آلکیل بنزن خطی می شود. پس از تحلیل نتایج، جهت بررسی دقیق پارامترهای نسبت مولی بنزن به 1-دکن، مقدار کاتالیزور، درصد بارگذاری کاتالیزور و زمان واکنش در فرآیند تولید lab و همچنین تعیین شرایط بهینه واکنش، از طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ نوع طراحی مرکب مرکزی استفاده گردید. نتایج حاصل از این مرحله نشان می دهد که هر چهار پارامتر مورد بررسی دارای اثر مثبت بر روی درصد تبدیل 1-دکن می باشند، اما میزان کاتالیزور مصرفی و مقادیر بالای درصد بارگذاری کاتالیزور، باعث کاهش بازده تولید lab می شود. از طرف دیگر، در زمان های واکنش پایین، نسبت مولی بنزن به 1-دکن دارای اثر افزایشی روی بازده تولید lab است. درصد بارگذاری کاتالیزور موثرترین عامل روی میزان تبدیل و بازده این واکنش است. شرایط بهینه بدست آمده توسط طرح مرکب مرکزی برای فرآیند تولید آلکیل بنزن خطی در حضور کاتالیزورهای داوسون نهش یافته روی tio2 عبارتست از: نسبت مولی بنزن به 1-دکن برابر با 17، مقدار کاتالیزور %wt1/8، درصد بارگذاری کاتالیزور %wt35 و زمان واکنش 1 ساعت. مقدار درصد تبدیل 1-دکن و بازده تولید lab به ترتیب برابر با 100% و 99/92% پیش بینی شد.