1-octanol dehydration on Al2O3-SiO2 catalyst

Abstract

In this study, the effect of heterogeneous acid catalysts was investigated to product distribution by 1-octanol dehydration. The utilized catalysts were synthesized by sol-gel method. The synthesized solid acid catalysts were Al2O3-SiO2, whose mass ratios were 25%-75%, 50%-50% and 75%-25%. Also, the calcination temperatures of synthesized Al2O3-SiO2 catalysts were 500 ̊C, 700 ̊C and 900 ̊C. The aim of this study, understanding the acidic-basic properties of the Al2O3-SiO2 catalysts and its impact on the dehydration of primary alcohol (1-octanol). For the usage of whole catalysts, the dehydration reaction proceeded on 150 ̊C and the reaction time was 4 h. The products and their existence amounts were determined by GC-MS analysis. Furthermore, the acidic and basic properties of the catalysts were clarified by NH3-TPD and CO2-TPD analyses. This study presented that the composition of the catalysts and applied calcination temperatures had impact on acidic-basic strengths which affects pathways of the reaction. The result of that, product distribution and overall conversion were evaluated. The main products were oxalic acid 2-ethylhexyl tetradecyl ester (possible product), octyl ether, esters (Formic acid, octyl ester, Acetic acid, octyl ester and Heptanoic acid, octyl ester) and octanal. The product distribution was principally presented depending on the acidic and basic strengths of Al2O3-SiO2 catalysts.

Bu çalışmada, heterojen asit katalizörün 1-oktanol dehidrasyonunda, ürün dağılımına etkisi araştırılmıştır. Kullanılan katalizörler sol-jel yöntemiyle sentezlenmiştir. Sentezlenen katı asit katalizörler ağırlıkça farklı oranlarda (25%-75%, 50%-50% ve 75%-25%) Al2O3-SiO2 katalizörleriydi. Ayrıca, sentezlenen Al2O3-SiO2 katalizörlerin kalsinasyon sıcaklıkları 500 ̊C, 700 ̊C ve 900 ̊C idi. Bu çalışmanın amacı, Al2O3-SiO2 katalizörlerin asidik-bazik özelliklerini ve birincil alkol dehidrasyonu üzerindeki etkisini anlamaktır. Kullanılan bütün katalizörler için dehidrasyon reaksiyonu 150 ̊C ve reaksiyon süresi 4 saat olarak devam etti. Ürünler ve var olan miktarı GC-MS analizi ile belirlenmiştir. Buna ek olarak, katalizörlerin asidik ve bazik özellikleri NH3-TPD ve CO2-TPD analizleri ile açıklanmıştır. Ayrıca katalizörlerin kristalografisi, XRD sonuçlarına göre belirtilmiştir. Bu çalışma, katalizörlerin bileşiminin ve uygulanan kalsinasyon sıcaklıklarının, reaksiyon yollarını etkileyen asidik-bazik kuvvetleri üzerinde etkili olduğunu ortaya koymuştur. Bunun sonucunda ürün dağılımı ve genel dönüşüm değerlendirilmiştir. Ana ürünler oksalik asit 2-etilheksil tetradesil ester, oktil eter, esterler (Formik asit, oktil ester, Asetik asit, oktil ester ve Heptanoik asit, oktil ester) ve oktanal idi. Ürün dağılımının esas olarak Al2O3-SiO2 katalizörlerinin asidik ve bazik güclerine bağlı olduğu gösterildi.