chương 1 – tổng quan tài liệu - Trang chủ - Trường Đại học Khoa ...

Nguyễn Thành Tiến Luận văn thạc sỹ
Hình 1.6 – Cơ chế phản ứng transete hóa xúc tác baz
Các alkoxid kim loại kiềm (CH3ONa trong phản ứng metanol giải) [56] là những
xúc tác hoạt động nhất, cho hiệu suất chuyển đổi hoặc phản ứng rất cao (> 98%)
trong thời gian ngắn (30 phút) ngay cả ở nồng độ thấp (0,5% mol); tuy nhiên yêu
cầu khan nước, điều này không phù hợp với một số quy trình công nghiệp. Hydroxit
kim loại kiềm (KOH và NaOH) rẻ hơn alkoxit kim loại, nhưng cũng kém hoạt động
hơn. Tuy vậy chúng vẫn là những xúc tác tốt vì cho độ chuyển hóa cao khi tăng
nồng độ xúc tác lên 1 - 2% mol [23]. Ngay cả khi sử dụng hỗn hợp alcol/dầu khan
nước, một lượng nhỏ nước vẫn được sinh ra trong hệ thống bởi phản ứng giữa
hydroxit với alcol. Sự hiện diện của nước làm tăng sự thủy giải những este tạo
thành, kết quả là tạo ra xà phòng. Phản ứng xà phòng hóa không mong đợi này làm
giảm hiệu suất tạo este và gây khó khăn cho việc thu hồi glycerin đồng thời tạo nhũ
trong sản phẩm [37] [69].
Kali carbonat ở nồng độ 2 - 3% mol cho hiệu suất alkyl este cao và giảm lượng
xà phòng. Điều này có thể giải thích do sự hình thành bicarbonat thay vì tạo ra nước
nên không thủy phân este sinh ra [40].
Xúc tác rắn: Phản ứng transeste hóa xúc tác rắn cho độ chuyển hóa các alkyl
este cao. Tuy nhiên, phản ứng diễn ra chậm, thời gian phản ứng là hơn 1 giờ để đạt
tới độ chuyển hóa hoàn toàn [48,49]. Các xúc tác rắn như ZrO2, WOx/ ZrO2 được
sử dụng cho phản ứng transete hóa dầu đậu nành với metanol ở nhiệt độ 475 – 575K
và phản ứng este hóa axit n-otanoic với metanol ở nhiệt độ 450 – 475K.
ZrO2/Al2(WO4)3 là một xúc tác đầy triển vọng cho quá trình điều chế biodiesel do
hoạt tính xúc tác transete hóa tương tự như phản ứng etse hóa [40].
Xúc tác enzim: Do tính sẵn có và sự thân thiện môi trường, các enzyme thủy giải
ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong tổng hợp hữu cơ. Chúng có tính chọn lọc
cao, tương đối ổn định và chịu được môi trường dung môi hữu cơ.
Mặc dù phản ứng transeste hóa xúc tác lipaze chưa được đưa vào sản xuất công
nghiệp, những nghiên cứu về xúc tác enzim vẫn được phát triển mạnh mẽ. Điểm
chủ yếu của những công trình này là tối ưu hóa các điều kiện phản ứng (dung môi,
38