| Περίληψη: | Φυσικός Μορντενίτης που προέρχεται από Ελληνικά ηφαιστειογενή εδάφη υποβλήθηκε σε επεξεργασία με υδατικά διαλύματα ποικίλων οξέων με διαφορετικές συγκεντρώσεις και αναλογίες μάζας στερεού/όγκου διαλύματος. Τα δείγματα που προέκυψαν χαρακτηρίστηκαν χρησιμοποιώντας διάφορες τεχνικές (Ρόφηση–εκρόφηση αζώτου, περίθλαση ακτίνων Χ, ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης, υπέρυθρη φασματοσκοπία, προσδιορισμός pΗ ισορροπίας) και αξιολογήθηκαν ως προς την δραστικότητα τους στην αντίδραση μετασχηματισμού του Λιμονένιου σε π-Κυμένιο σε διάφορες θερμοκρασίες και χρόνους αντίδρασης. Η όξινη επεξεργασία προκαλεί την απομάκρυνση ανεπιθύμητων ιόντων, όπως Na, που βρίσκονται μέσα στους μικρο- και μέσο- πόρους του φυσικού Μορντενίτη. Αυτό, με τη σειρά του, αυξάνει δραστικά την ειδική επιφάνεια του έως και 15 φορές καθώς και την οξύτητα του. Η εντυπωσιακή αύξηση της ειδικής επιφάνειας και της οξύτητας μετασχηματίζει τον καταλυτικά αδρανές φυσικό Μορντενίτη σε ένα πολύ δραστικό καταλύτη.
Τα πειράματα ελέγχου της καταλυτικής δραστικότητας των ενεργοποιημένων δειγμάτων του φυσικού Μορντενίτη μας επέτρεψαν να προτείνουμε ένα νέο μηχανισμός μετατροπής του Λιμονενίου σε π-Κυμένιο. Ο μηχανισμός αυτός περιλαμβάνει ένα καταλυτικό στάδιο ακολουθούμενο από ένα μη καταλυτικό. Το πρώτο στάδιο του προτεινόμενου μηχανισμού περιλαμβάνει την προσρόφηση του Λιμονένιου μέσω του εξωκυκλικού διπλού δεσμού του στις όξινες θέσεις του καταλύτη, σχηματίζοντας ένα πρωτοταγές καρβενιόν, και τη μετατόπιση του πρωτονίου ώστε να σχηματιστεί το πιο σταθερό τριτοταγές ιόν από το οποίο σχηματίζονται ισομερή (τερπινένια και τερπινολένια) και πολυμερικά είδη. Το δεύτερο στάδιο αφορά τη μη καταλυτική παραγωγή του π-Κυμενίου και ξεκινά με την οξείδωση των προϊόντων ισομερισμού του Λιμονενίου. Η αρωματοποίηση των τερπινενίων και τερπινολενίων, όπως προτείνεται στην παρούσα εργασία, ξεκινά με την αφαίρεση ενός αλλυλικού υδρογόνου με αποτέλεσμα τον σχηματισμό μιας ελεύθερης ρίζας (R•), όπου ακολουθεί αντίδραση με Ο2 και διάδοση της αλυσιδωτής αντίδρασης ριζών για σχηματισμό αλλυλικών υπεροξειδίων ([ROO•]) τα οποία με την απομάκρυνση του (HOO•) παράγουν π-Κυμένιο. Επιπλέον, μπορούν να σχηματιστούν ενώσεις υψηλού μοριακού βάρους, καθώς οι ρίζες συνδυάζονται με αλκυλο- και υπεροξυ-διμερή που μπορεί να πολυμεριστούν.
Οι πειραματικές παράμετροι σχετικά με την όξινη ενεργοποίηση του φυσικού Μορντενίτη και τις συνθήκες αντίδρασης βελτιστοποιήθηκαν για μεγιστοποίηση της ποσότητας του παραγόμενου π-Κυμενίου. Ο δραστικότερος καταλύτης που παρασκευάστηκε προκαλεί πλήρη μετατροπή του Λιμονενίου σε θερμοκρασία 140οC, αναλογία Λιμονενίου προς καταλύτη ίση με 15 και χρόνο αντίδρασης ίσο με 7 ώρες, επιτυγχάνοντας απόδοση π-Κυμενίου μεγαλύτερη του 60% και περιορισμένη παραγωγή πολυμερών.
|
|---|
