| รายละเอียดวิทยานิพนธ์ | |
| ชื่อวิทยานิพนธ์ | โครงสร้างและความเป็นกรดของเอสแซดเอสเอ็ม-5 ที่มีอัตราส่วนซิลิกอนต่ออะลูมินัมเท่ากับ 47 และ 95 STRUCTURES AND ACIDITIES OF HZSM-5 WITH Si/Al RATIOS OF 47AND 95. |
| ชื่อนิสิต | อุกฤษฎ์ พุ่มพับ Ukrid Poompub |
| ชื่ออาจารย์ที่ปรึกษา | รศ.ดร. วุฒิชัย พาราสุข Asso.Prof. Vudhichai Parasuk, Ph.D. |
| ชื่อสถาบัน | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. บัณฑิตวิทยาลัย Chulalongkorn University. Bangkok (Thailand). Graduate School. |
| ระดับปริญญาและรายละเอียดสาขาวิชา | วิทยานิพนธ์มหาบัณฑิต. วิทยาศาสตร์ (ปิโตรเคมีและวิทยาศาสตร์พอลิเมอร์) Master. Science (Petrochemistry and Polymer Science) |
| ปีที่จบการศึกษา | 2547 |
| บทคัดย่อ(ไทย) | แซดเอสเอ็ม-5 (ZSM-5) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีการใช้กันอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี ความว่องไวในการเร่งปฏิกิริยาของ H-ZSM-5 ขึ้นอยู่กับความเป็นกรดของมัน งานวิจัยนี้ศึกษาความเป็นกรดของเอชแซดเอสเอ็ม-5 (H-ZSM-5) ที่มีอัตราส่วนซิลิกอนต่ออะลูมินัม (Si/Al) ต่างกัน 2 ค่าคือ 95 (แทนที่ Si 1 ตำแหน่ง ด้วย Al 1 อะตอม)และ 47 (แทนที่ Si 2 ตำแหน่ง ด้วย Al 2 อะตอม) การเตรียมและหาโครงสร้างเสถียรของเอชแซดเอสเอ็ม-5 ที่มีอัตราส่วนซิลิกอนต่ออะลูมินัมเท่ากับ 95 และ 47 และที่รูปแบบการแทนที่ต่างๆ ทำโดยใช้วิธีโมเลคิวลาร์ไดนามิกส์ (MD) ระยะของ O...H('+) ที่เป็นไปได้มากที่สุด มีระยะทาง 0.982 ถึง 0.998 อังสตรอม (A) สำหรับเอชแซดเอสเอ็ม-5 ที่มีอัตราส่วนซิลิกอนต่ออะลูมินัมเท่ากับ 95 ขณะที่แซดเอสเอ็ม-5 ที่มีอัตราส่วนซิลิกอนต่ออะลูมินัมเท่ากับ 47 มีค่าเหล่านี้อยู่ในช่วง 0.986 ถึง 1.000 อังสตรอม ระยะ O...H('+) ที่ได้จากทุกตำแหน่งแทนที่มีระยะค่อนข้างสั้นและอยู่ในช่วงของพันธะ O-H ในน้ำ ดังนั้นโปรตอนสามารถเกิดพันธะเคมีกับออกซิเจนในซีโอไลต์ได้ การคำนวณโดยทฤษฎีเดนซิตีฟังก์ชันนัล(DFT) B3LYP/6-31G (d, p) ได้ถูกนำมาใช้หาค่าโปรตอนแอฟฟินิตี (PA) ของเอชแซดเอสเอ็ม-5และความเป็นกรดของมัน สำหรับเอชแซดเอสเอ็ม-5ที่มีอัตราส่วนซิลิกอนต่ออะลูมินัมเท่ากับ 95ค่าโปรตอนแอฟฟิติตีอยู่ระหว่าง 388.8 ถึง 414.8 กิโลแคลอรีต่อโมล ตำแหน่งแทนที่ T5ที่มีค่าโปรตอนแอฟฟินิตีต่ำสุดทำให้มันมีความเป็นกรดมากที่สุด ขณะที่เอชแซดเอสเอ็ม-5ที่มีอัตราส่วนซิลิกอนต่ออะลูมินัมเท่ากับ 47 มีค่าโปรตอนแอฟฟินิตีอยู่ระหว่าง 391.8 ถึง412.7 กิโลแคลอรีต่อโมล ตำแหน่ง T9 ในโครงสร้าง T9, T10 มีค่าโปรตอนแอฟฟินิตีต่ำที่สุดทำให้มันมีความเป็นกรดมากที่สุด เมื่อเปรียบเทียบความเป็นกรดของเอชแซดเอสเอ็ม-5 ที่มีอัตราส่วนซิลิกอนต่ออะลูมินัมเท่ากับ 95 และ 47 เห็นได้ว่าทุกตำแหน่งแทนที่ของการแทนที่อะลูมินัมที่มีอัตราส่วนซิลิกอนต่ออะลูมินัมเท่ากับ 95 มีความเป็นกรดสูงกว่าที่อัตราส่วน 47ดังนั้นเอชแซดเอสเอ็ม-5 ที่มีอัตราส่วนซิลิกอนต่ออะลูมินัมสูงกว่าจะเป็นกรดมากกว่าสอดคล้องกับผลการทดลอง อย่างไรก็ดีเราพบว่าที่ตำแหน่งแทนที่ T12 แซดเอสเอ็ม-5 ที่มีอัตราส่วนซิลิกอนต่ออะลูมินัมเท่ากับ 47 มีความเป็นกรดมากกว่าแซดเอสเอ็ม-5 ที่มีอัตราส่วนซิลิกอนต่ออะลูมินัมเท่ากับ 95 |
| บทคัดย่อ(English) | ZSM-5 catalyst is widely used in petrochemical industry. Its catalytic activity depends on itsacidity. Investigation on the acidity of H-ZSM-5 with 2 different Si/Al ratios, ~ii.e.~i 95(monosubstituted) and 47 (disubstituted) were carried out. Using Molecular Dynamic Simulation(MD), structures of H-ZSM-5 at the Si/Al ratios of 95 and 47 and various substitution patternswere prepared and minimized. The most probable 0...H('+) distances were found to be of 0.982 to0.998 A for ZSM-5 with the Si/Al ratio of 95, while H-ZSM-5 with the Si/Al ratio of 47 hasthese distances in the range of 0.986 to 1.000 A. The 0...H('+) distances obtained for all sitesare rather short in the range of 0-H bond in water. Thus H('+) forms chemical bond with thezeolitic 0. Density functional theory (DFT) B3LYP/6-31 G (d, p) calculations were used fordetermination of proton affinity (PA) of H-ZSM-5 and thus its acidity. For H-ZSM-5 with theSi/Al ratio of 95, the value of PA is between 388.8 and 414.8 kcal/mol. The T5 substitution hasthe lowest PA and hence most acidic. While H-ZSM-5 with the Si/Al ratio of 47, the value of PAare between 391.8 and 412.7 kcal/mol. The T9-site in T9, T10 model has lowest PA which makes ithighest acidity. Compared acidity between H-ZSM-5 with the Si/Al ratios of 95 and 47, it couldbe observed that all Al substitutions at Si/Al ratio of 95 have higher acidity (lower PA) thanthose of 47 ratio. Thus, H-ZSM-5 with higher Si/Al ratio is more acidic in agreement withexperiment. However, we have found that T12-site in ZSM-5 with the Si/Al ratio of 47 is moreacidic than that with the Si/Al ratio of 95. |
| ภาษาที่ใช้เขียนวิทยานิพนธ์ | |
| จำนวนหน้าของวิทยานิพนธ์ | 98 P. |
| ISBN | 974-17-6199-6 |
| สถานที่จัดเก็บวิทยานิพนธ์ | |
| คำสำคัญ | H-ZSM-5, Molecular Dynamic Simulation, Density Functional Theory, Proton Affinity, Acidity |
| วิทยานิพนธ์ที่เกี่ยวข้อง |
|
