Tài liệu Khảo sát tổng hợp và hoạt tính xúc tác của vật liệu khung hữu cơ kim loại zirconium và hafnium (tóm tắt)

Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học MỞ ĐẦU Vật liệu khung hữu cơ kim loại (Metal-Organic Framework, được gọi tắt là MOF) là vật liệu lai có lỗ xốp lớn với cấu trúc kết hợp từ hợp phần kim loại và các cầu nối hữu cơ. Loại vật liệu này đang thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học trên thế giới và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như là lưu trữ và tách khí, hấp phụ khí nhà kính như CO2 hay CH4, xúc tác dị thể, đầu dò hóa học… Tuy nhiên, hầu hết các vật liệu khung này đều kém bền trong các dung dịch nước do bản chất thuận nghịch của các nối phối trí. Điều này làm giảm khả năng áp dụng của vật liệu khung trong điều kiện thực tế. Do đó, các kim loại có trạng thái oxid hóa lớn như là các kim loại chuyển tiếp ở nhóm IVB đang được tập trung nghiên cứu để tăng độ bền trong nước cũng như độ bền hóa học của vật liệu khung hữu cơ kim loại. Trong luận án này, chúng tôi miêu tả phương pháp tổng hợp hai vật liệu khung hữu cơ kim loại zirconium và hafnium có độ bền trong nước cao. Hai loại vật liệu khung này được tổng hợp từ linker với cầu nối acid dicarboxilic có chứa nhóm etinil. Phân tích cấu trúc bằng phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể cho thấy những MOF này được cấu tạo bởi các hợp phần Zr 6 hay Hf6 với 12 phối trí và có khung dạng lồng ghép đôi vào nhau. Các phương pháp phân tích vật liệu chỉ ra rằng hai MOF này có độ xốp lớn và rất bền trong nhiều dung dịch nước ở nhiệt độ và môi trường pH khác nhau. Ngoài ra, chúng tôi cũng phát triển ứng dụng của hai loại vật liệu mới này trong lĩnh vực xúc tác dị thể. Kết quả khảo sát cho thấy rằng hai vật liệu này có hoại tính xúc tác quang hóa trong phân hủy màu nhuộm và xúc tác acid Lewis trong phản ứng benzoil hóa Friedel–Crafts. ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN - Tổng hợp hai vật liệu khung hữu cơ kim loại mới dựa trên kim loại Zr và Hf liên kết với cầu nối acid dicarboxilic có chứa nhóm etinil. - Phân tích đầy đủ cấu trúc và các tính chất của vật liệu mới bằng các phương pháp phân tích hiện đại. - Lần đầu tiên khảo sát khả năng hấp phụ của hai vật liệu với các khí như nitrogen, carbon dioxid và metan. - Khảo sát độ bền của vật liệu trong môi trường nước với nhiều điều kiện khác nhau như thay đổi nhiệt độ và pH của dung dịch - Lần đầu tiên hai vật liệu khung mới này được ứng dụng làm xúc tác quang trong phản ứng phân hủy màu nhuộm hữu cơ. - Lần đầu tiên khảo sát khả năng làm xúc tác Lewis acid của các vật liệu trên phản ứng benzoil hóa Friedel–Crafts. - Áp dụng phương pháp chiếu xạ vi sóng để gia tăng hoạt tính xúc tác của các vật liệu Trang 1 Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học BỐ CỤC CỦA LUẬN ÁN Luận án tổng cộng 143 trang trong đó mở đầu 1 trang, tổng quan 32 trang, nghiên cứu 77 trang, thực nghiệm 16 trang , kết luận 1 trang, tài liệu tham khảo 16 trang. NỘI DUNG LUẬN ÁN 1. Mở đầu 2. Tổng Quan Giới thiệu vật liệu khung hữu cơ kim loại. Giới thiệu vật liệu khung hữu cơ kim loại Zr và Hf. Giới thiệu Zr- và Hf-MOF được sử dụng như là các xúc tác dị thể Mục đích của nghiên cứu 3. Nghiên cứu 3.1 Mục tiêu Qua phần tổng quan trình bày ở trên, chúng tôi đề xuất mục tiêu nghiên cứu cho luận án tiến sĩ: Mục tiêu 1: Tổng hợp hai vật liệu mới Zr- và Hf-MOF (gọi tên lần lượt là VNU-1 và VNU-2) có độ bền cao. - Tổng hợp 1,4-bis(2-(4-carboxiphenil)etinil)benzen (H2CPEB)._ - Tổng hợp VNU-1 và VNU-2 dạng tinh thể nhỏ (gọi tên lần lượt là VNU-1-P và VNU-2-P). - Tổng hợp VNU-1 và VNU-2 dạng đơn tinh thể (gọi tên lần lượt là VNU-1-SC và VNU-2-SC). Mục tiêu 2: Phân tích cấu trúc và tính chất của VNU-1 và VNU-2. - Phân tích cấu trúc bằng phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể. - Phân tích tính chất vật liệu bằng các phương pháp phân tích hiện đại. - Khảo sát độ bền hóa học của vật liệu. Mục tiêu 3: VNU-1-P và VNU-2-P được sử dụng làm xúc tác quang dị thể - Phân tích khả năng hấp thu quang của vật liệu. - Khảo sát khả năng xúc tác quang của vật liệu trong phản ứng phân hủy màu nhuộm metilen blue và metil orange. - Khảo sát độ bền và khả năng tái sử dụng của vật liệu sau phản ứng Mục tiêu 4: VNU-1-P và VNU-2-P được sử dụng làm xúc tác dị thể trong phản ứng benzoil hóa Frield–Crafts. - Benzoil hóa Frield–Crafts trên các chất nền hương phương. - So sánh hiệu quả trong điều kiện chiếu xạ vi sóng và đun khuấy từ cổ điển. - So sánh hoạt tính xúc tác của vật liệu với các xúc tác khác như UiO-66, UiO67 và các muối kim loại. - Khảo sát độ bền và khả năng tái sử dụng của vật liệu sau phản ứng. 3.2 Tổng hợp hai vật liệu mới Zr- và Hf-MOF Trang 2 Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học Đầu tiên, H2CPEB được tổng hợp dựa theo quy trình đã được công bố. Quy trình tổng hợp gồm hai phản ứng là phản ứng ghép cặp Sonogashira và phản ứng thủy giải trong môi trường baz (Sơ đồ 3.2). Hiệu suất toàn phần của quy trình là 72.3% tính theo số mol của chất nền 1,4-dietinilbenzen. Công thức cấu tạo của H2CPEB được xác nhận bằng phổ NMR, HRMS và FTIR. Sơ đồ 3.2. Tổng hợp linker H2CPEB gồm hai phản ứng là phản ứng ghép cặp Sonogashira và phản ứng thủy giải. Sau khi tổng hợp thành công H2CPEB, chúng tôi tiến hành khảo sát tổng hợp hai vật liệu VNU-1 và VNU-2. Phản ứng tổng hợp được thực hiện theo phương pháp nhiệt dung môi. Các yếu tố được khảo sát bao gồm tỉ lệ mol giữa muối kim loại và linker, nồng độ của các chất ban đầu, nhiệt độ, thời gian phản ứng, nồng độ chất điều chỉnh và loại chất điều chỉnh. Giản đồ nhiễu xạ tia X dạng bột (PXRD) được sử dụng để quan sát độ kết tinh của các mẫu. Sau quá trình khảo sát, chúng tôi nhận thấy rằng nồng độ chất điều chỉnh là yếu tố quan trọng trong quá trình kết tinh của vật liệu. Nồng độ này càng lớn thì độ kết tinh của vật liệu càng cao (Hình 3.5). Chất điều chỉnh có vai trò kiểm soát quá trình hình thành mầm tinh thể và vận tốc phản ứng. Ngoài ra, trong các loại chất điều chỉnh acid monocarboxilic được sử dụng trong quá trình tổng hợp, acid acetic cho ra sản phẩm có độ kết tinh tốt nhất (Hình 3.6). Đối với vật liệu VNU-2, lượng chất điều chỉnh được cho vào hỗn hợp phản ứng phải lớn hơn so với VNU-1 (Hình 3.7). Khi khảo sát quy trình tổng hợp VNU-1 và VNU-2 dạng đơn tinh thể, chúng tôi tăng lượng chất điều chỉnh và kéo dài thời gian ủ nhiệt. Đơn tinh thể của hai vật liệu thu được sau phản ứng có hình bát diện. Trang 3 Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học Hình 3.5. So sánh giản đồ PXRD của các mẫu VNU-1-P với lượng acid benzoic khác nhau. Hình 3.6. So sánh giản đồ PXRD của các mẫu VNU-1-P với các loại chất điều chỉnh khác nhau. Trang 4 Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học Hình 3.7. So sánh giản đồ PXRD của các mẫu VNU-2-P với lượng acid acetic khác nhau. 3.3 Phân tích cấu trúc và tính chất của VNU-1 và VNU-2 Cấu trúc của VNU-1 và VNU-2 được phân tích bằng phương pháp nhiễu xạ đơn tinh thể. Một đơn tinh thể của VNU-1-SC và VNU-2-SC được lấy ra từ dung dịch phản ứng bằng một vòng đai nylon và được gắn vào máy phân tích. Sau khi phân tích trên máy, dữ liệu tinh thể của VNU-1 và VNU-2 được giải bằng phần mềm SHELXL-97 (Hình 3.8 và 3.9). Phương pháp phân tích nhiễu xạ tia X cho thấy rằng VNU-1-SC và VNU-2-SC có nhóm đối xứng không gian là Fd-3m với thông số mạng lần lượt là a = 39.8961 và 39.7901 Å. Các vật liệu này có cấu trúc tương tự như các vật liệu PIZOF, tuy nhiên chúng tôi sử dụng linker không có nhóm định chức và VNU-2-SC có tâm kim loại là Hf(IV) thay vì Zr(IV). Đặc biệt, cả hai vật liệu điều có mạng tinh thể dạng lồng ghép đôi vào nhau với hợp phần kim loại dạng [M6O4(OH)4(CO2)12] (M: Zr(IV) hoặc Hf(IV) tương ứng với VNU-1 hoặc VNU-2). Những hợp phần kim loại liên kết với nhau qua 12 nhóm carboxilat của linker H2CPEB, đồng thời tạo thành các lỗ xốp tứ diện và bát diện. Lỗ xốp tứ diện có kích thước khoảng 25 Å, và lỗ xốp bát diện có kích thước nhỏ hơn khoảng 9 Å (Hình 3.10). Thể tích trống của VNU-1 và VNU-2 được xác định bằng chương trình PLATON là 68%. Trang 5 Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học Hình 3.8. Đơn vị bất đối xứng của VNU-1 cho thấy hợp phần Zr6 được phối trí bởi 12 linker CPEB. Hình 3.9. Đơn vị bất đối xứng của VNU-2 cho thấy hợp phần Zr6 được phối trí bởi 12 linker CPEB. Trang 6 Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học Hình 3.10. Cấu trúc tinh thể và topology của VNU-1 và VNU-2: (a) Khối bát diện vuông [M6O4(OH)4(CO2)12] (M: Zr(IV) or Hf(IV)) và linker H2CPEB; (b) cấu trúc tinh thể của VNU-1 và VNU-2 cho thấy sự hiện diện của lỗ xốp tứ diện có kích thước khoảng 25 Å và lỗ xốp bát diện khoảng 9 Å. (c) mạng fcu-c của VNU-1 và VNU-2 trong đó SBU bát diện vuông của một mạng nằm ở trung tâm của lỗ xốp tứ diện của mạng khác. Chú thích màu nguyên tử: Zr hoặc Hf, da diện xanh hay cam; O, đỏ; C, đen; các nguyên tử H được loại bỏ để dễ quan sát. Các quả bóng màu vàng hoặc hồng đại diện cho không gian trống trong khung. Do mẫu tổng hợp đơn tinh thể có hiệu suất thấp hơn so với mẫu tổng hợp dạng bột, nên chúng tôi quyết định chọn mẫu dạng bột để phân tích các tính chất và khảo sát ứng dụng của các vật liệu. Độ tinh khiết của các mẫu dạng bột được kiểm tra bằng cách so sánh giản đồ PXRD của mẫu với giản đồ được mô phỏng từ kết quả phân tích nhiễu xạ tia X đơn tinh thể (Hình 3.11 và 3.12). Theo kết quả so sánh thì các giản đồ của các mẫu bột đều có tín hiệu trùng khớp với giản đồ mô phỏng. Ngoài ra, hình ảnh SEM của mẫu dạng bột cho thấy các mẫu có hình dạng và kích thước đồng nhất (Hình 3.13 và 3.14). Trang 7 Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học Hình 3.11. Phân tích giản đồ PXRD của VNU-1. Giản đồ được mô phỏng từ dữ liệu đơn tinh thể được so sánh với mẫu bột vừa tổng hợp và đã hoạt hóa. Hình 3.12. Phân tích giản đồ PXRD của VNU-2. Giản đồ được mô phỏng từ dữ liệu đơn tinh thể được so sánh với mẫu bột vừa tổng hợp và đã hoạt hóa. Trang 8 Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học Hình 3.13. Hình SEM cho thấy độ đồng nhất của các tinh thể hình bát diện của mẫu VNU-1-P. Hình 3.14. Hình SEM cho thấy độ đồng nhất của các tinh thể hình bát diện của mẫu VNU-2-P. Giản đồ phân tích nhiệt vi sai của VNU-1-P và VNU-2-P cho thấy rằng vật liệu có độ bền nhiệt là 430 và 460 oC (Hình 3.15 và 3.16). Sau khi phân hủy hoàn toàn, phần còn lại chiếm khoảng 26.3 và 37.5 lần lượt của VNU-1-P và VNU2-P. Các giá trị này phù hợp với giá trị tính toán từ cấu trúc tinh thể của các vật liệu. Ngoài ra, phần trăm khối lượng của linker được xác định từ giản đồ TGA cũng phù hợp với giá trị tính toán từ phân tích nguyên tố. Trang 9 Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học Hình 3.15. Phân tích nhiệt vi sai của mẫu VNU-1-P đã hoạt hóa ở tốc độ gia nhiệt 5 oC/phút trong dòng không khí. Hình 3.16. Phân tích nhiệt vi sai của mẫu VNU-2-P đã hoạt hóa ở tốc độ gia nhiệt 5 oC/phút trong dòng không khí. Phổ FTIR của VNU-1-P và VNU-2-P cho thấy sự hiện diện của các tín hiệu đặc trưng của nhóm C-O trong vùng dao động từ 1400 đến 1700 cm-1 (Hình 3.17). Dao động mạnh ở 1656 cm-1 có thể là dao động bất đối xứng của nhóm Trang 10 Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học COO- và dao động mạnh ở 1656 cm-1 là dao động đối xứng của nhóm này. Tín hiệu ở 1413 cm-1 tương ứng với dao động của vòng hương phương. Những giá trị trên cho thấy có sự hiện diện của nhóm COO- phối trí và Zr hoặc Hf. Hình 3.17. Phổ FTIR of VNU-1-P, VNU-2-P, và H2CPEB trong KBr khan. Độ xốp của vật liệu được xác định bằng đường hấp phụ đẳng nhiệt nitrogen ở 77 K. Kết quả cho thấy cả hai vật liệu có dạng đường loại IV tương ứng với sự hiện diện của mesopore trong cấu trúc (Hình 3.18 và 3.19). Diện tích bề mặt của VNU-1-P và VNU-2-P được tính toán theo phương trình BET cho thấy diện tích lần lượt là 2100 và 1700 m2/g. Dù hai vật liệu có cấu trúc giống nhau, nhưng do VNU-2 có khối lượng riêng lớn hơn dẫn đến diện tích bề mặt nhỏ hơn. Ngoài ra, chúng tôi cũng khảo sát khả năng hấp phụ của VNU-1-P với khí CO2 và CH4. Kết quả cho thấy vật liệu hấp phụ hai khí này ít, do cấu trúc không có các tâm kim loại mở có ái lực lớn với các phân tử khí (Hình 3.20). Chúng tôi cũng xác định giá trị pKa của nhóm µ3-OH trên hợp phần kim loại Zr và Hf trong cấu trúc bằng phương pháp chuẩn độ thể tích (Hình 3.21 và 3.22). Kết quả cho thấy pKa của VNU-1-P và VNU-2-P lần lượt là 3.49 và 3.42, độ mạnh tương đương acid yếu như acid acetic. Trang 11 Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học Hình 3.18. Đường hấp phụ đẳng nhiệt nitrogen ở 77 K của mẫu VNU-1-P đã hoạt hóa. Hình lồng ghép: Vùng lấy điểm theo phương trình hấp phụ BET. Hình 3.19. Đường hấp phụ đẳng nhiệt nitrogen ở 77 K của mẫu VNU-2-P đã hoạt hóa. Hình nhỏ: Vùng lấy điểm theo phương trình hấp phụ BET. Trang 12 Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học Hình 3.20. Đường hấp phụ CO2 và CH4 của VNU-1-P ở 298 K. Hình 3.21. Đường cong chuẩn độ acid–baz of VNU-1-P và đường đạo hàm bậc nhất. Trang 13 Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học Hình 3.22. Đường cong chuẩn độ acid–baz của VNU-2-P và đường đạo hàm bậc nhất. Hình 3.25. Giản đồ PXRD của VNU-1-P sau khi ngâm trong nước ở 100 oC. Trang 14 Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học Hình 3.26. Giản đồ PRXD của VNU-1-P sau khi ngâm trong dung dịch acid (pH=1). Hình 3.27. Giản đồ PRXD của VNU-1-P sau khi ngâm trong dung dịch baz (pH=11). Trang 15 Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học Hình 2.28. Giản đồ PRXD của VNU-2-P sau khi ngâm trong các dung dịch ở điều kiện khác nhau. Sau khi phân tích các tính chất của hai vật liệu, chúng tôi tiến hành khảo sát độ bền hóa học của vật liệu bằng cách ngâm chúng vào trong các dung dịch nước có nhiệt độ và môi trường khác nhau. Kết quả PXRD cho thấy, cả hai vật liệu đều rất bền trong nước sôi và môi trường acid (pH = 1), tuy nhiên kém bền hơn trong môi trường baz (pH = 11) (Hình 3.25-3.28). 3.4 VNU-1-P và VNU-2-P được sử dụng làm xúc tác quang dị thể Để nghiên cứu hoạt tính xúc tác quang của VNU-1-P và VNU-2-P, chúng tôi tiến hành đo phổ phản xạ khuếch tán UV-Vis và tính toán giá trị band gap. Kết quả cho thấy phổ của VNU-1-P có dải hấp thu mạnh ở 380 nm và kéo dài đến 540 nm (Hình 3.29). Giá trị này phù hợp với màu vàng của mẫu bột VNU-1-P (Hình 3.29 inset). Trong khi đó, phổ hấp thu của VNU-2-P và H2CPEB cho thấy gờ hấp thu lần lượt là 369 và 320 nm. Điều này cho thấy hiện tượng dịch chuyển về vùng có bước sóng dài của VNU-1-P so với linker ban đầu. Giá trị band gap của VNU-1-P và VNU-2-P được tính toán theo công thức Eg = 1240/λ lần lượt là 2.88 và 3.36 eV (Hình 3.30). Trang 16 Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học Hình 3.29. Phổ phản xạ khuếch tán UV-Vis của VNU-1-P, VNU-2-P và H2CPEB. Hình nhỏ: màu của các vật liệu nhìn theo hình chụp quang học. Hình 3.30. Tính toán giá trị band gap của VNU-1-P, VNU-2-P và H2CPEB. Khả năng xúc tác quang của VNU-1-P và VNU-2-P được nghiên cứu thông qua phản ứng phân hủy màu nhuộm Methylene Blue (MB) và Methyl Orange (MO). Trước khi tiến hành phản ứng quang xúc tác, hỗn hợp của chất nhuộm và vật liệu được khuấy ở nhiệt độ phòng trong vòng 30 phút để cân bằng và phân tán xúc tác vào dung dịch. Tiến trình phản ứng được theo dõi bằng quan sát sự giảm độ hấp thu của MB và MO ở bước sóng cực đại lần lượt là 661 và 464 nm (Hình 3.31 và 3.32). Trang 17 Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học Hình 3.31. Phổ hấp thu UV-Vis của dung dịch (a) MB và (b) MO theo thời gian chiếu xạ ánh sáng UV-Vis có sự hiện diện của xúc tác VNU-1-P. Hình 3.32. Phổ hấp thu UV-Vis của dung dịch (a) MB và (b) MO theo thời gian chiếu xạ ánh sáng UV-Vis có sự hiện diện của xúc tác VNU-2-P. Theo kết quả phân hủy màu nhuộm dưới sự xúc tác quang của VNU-1-P được trình bày trong Hình 3.33, VNU-1-P có hoạt tính xúc tác quang cao hơn so với xúc tác thông thường như là Degussa P-25 TiO2 trong cùng một điều kiện. Sau 3 giờ phản ứng, 100% MB và 83% MO bị phân hủy dưới điều kiện xúc tác quang của VNU-1-P. Kết quả này phù hợp với tính chất hấp thu quang của vật liệu, khi VNU-1-P có gờ hấp thu ở 430 nm và kéo dài đến 540 nm nên cho phép vật liệu hấp thu nhiều ánh sáng trong vùng khả kiến hơn so với Degussa P-25 TiO2. Ngoài ra, chúng tôi cho rằng một nguyên nhân khác giải thích khả năng xúc tác quang của VNU-1-P cao hơn là do diện tích bề mặt của vật liệu lớn nên cung cấp nhiều tâm hoạt tính hơn TiO2. Ngoài ra, kết quả phản ứng không sử dụng xúc tác cho thấy rằng cả MB và MO không bị phân hủy dưới sự chiếu xạ của ánh sáng UV-Vis. Trang 18 Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học Hình 3.33. Phân hủy màu nhuộm metilen xanh (a) và metil cam (b) dưới điều kiện chiếu ánh sáng UV-Vis với VNU-1-P, Degussa P-25 TiO2 và không xúc tác. Chúng tôi so sánh khả năng xúc tác của VNU-1-P với các vật liệu có cấu trúc tương tự nhưng khả năng hấp thu kém hơn như UiO-66 và UiO-67. Kết quả phản ứng với các vật liệu so sánh cho thấy hoạt tính xúc tác yếu hơn VNU-1-P (Hình 3.34). Điều đó chứng minh khả năng hấp thu quang của VNU-1-P là yếu tố quan trọng trong phản ứng phân hủy màu. Hình 3.34. Phân hủy màu nhuộm metilen xanh và metil cam dưới điều kiện chiếu ánh sáng UV-Vis với UIO-66 (a) và UiO-67 (b). Ngược lại với khả năng quang xúc tác cao của VNU-1-P, hoạt tính quang xúc tác của VNU-2-P kém hơn so với Degussa P-25 TiO2 (Hình 3.35). Nồng độ cuối cùng của MB và MO sau phản ứng được xúc tác bởi VNU-2-P là 53 và 72%. Điều này được giải thích do khả năng hấp thu quang của VNU-2-P kém hơn nhiều so với Degussa P-25 TiO2. Trang 19 Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học Hình 3.35. Phân hủy màu nhuộm metilen xanh (a) và metil cam (b) dưới điều kiện chiếu ánh sáng UV-Vis với VNU-2-P, Degussa P-25 TiO2 và không xúc tác. Chúng tôi cũng khảo sát khả năng thu hồi và tái sử dụng VNU-1-P và VNU-2P sau phản ứng. Kết quả cho thấy cấu trúc và hoạt tính của các xúc tác hầu như không giảm sau ba lần xúc tác phản ứng. 3.5 VNU-1-P và VNU-2-P được sử dụng làm xúc tác dị thể trong phản ứng benzoil hóa Friedel–Crafts Trước tiên, chúng tôi chọn phản ứng benzoil hóa của mesitylene và benzoil chloride được xúc tác bởi VNU-1-P dưới điều kiện chiếu xạ vi sóng. Kết quả khảo sát cho thấy, điều kiện tối ưu của phản ứng là chiếu xạ vi sóng trong vòng 5 phút ở nhiệt độ 120 oC trong nitrobenzen và lượng xúc tác sử dụng là 0.75% mol. Sau khi khảo sát điều kiện tối ưu của phản ứng, chúng tôi tiếp tục khảo sát phản ứng benzoil hóa trên các chất hương phương khác. Tuy nhiên, trong một số phản ứng chúng tôi tăng nhiệt độ cũng như thời gian để có được hiệu suất tối ưu nhất. Ngoài ra, kết quả phản ứng cho thấy VNU-1-P và VNU-2-P là xúc tác hiệu quả trong phản ứng benzoil hóa dưới điều kiện chiếu xạ vi sóng với chất nền mang nhóm giàu điện tử, nhưng là kém hiệu quả với chất nền mang nhóm rút điện tử hay các chất có nhiệt độ sôi thấp như benzen và toluen. Kết quả trong Bảng 3.17 cũng cho thấy hoạt tính xúc tác acid Lewis của VNU-1-P và VNU-2-P trong các phản ứng benzoil hóa Friedel–Crafts tương đương nhau. Bảng 3.17. Phản ứng benzoil hoá Friedel–Crafts trên các chất nền hương phương được xúc tác bởi VNU-1-P và VNU-2-P dưới sự chiếu xạ vi sóng. Stt Chất nền Điều kiện Sản phẩm Hiệu suất (%) VNU-1-P VNU-2-P Trang 20