Solketal CAS: 100-79-8

Nghiên cứu này trình bày quy trình tổng hợp hiệu quả và ổn định solketal—một loại chất lỏng không màu, không mùi được sử dụng làm dung môi xanh, phụ gia nhiên liệu giúp cải thiện độ linh động ở nhiệt độ thấp và chỉ số octane của biodiesel, cũng như là chất trung gian quan trọng trong tổng hợp dược phẩm—thông qua phản ứng acetal hóa glycerol (một sản phẩm phụ thô từ quá trình sản xuất biodiesel) với acetone dưới sự xúc tác của axit. Nhằm khắc phục những hạn chế về môi trường và khả năng tái sử dụng của các chất xúc tác axit đồng thể truyền thống như H₃PO₄, các tác giả đã điều chế một loạt chất xúc tác nhôm photphat cấu trúc mao quản trung bình (xP-Al-O, với x = 0,9–1,2 biểu thị tỷ lệ mol P/Al) sử dụng pseudoboehmite làm nguồn nhôm, axit photphoric làm nguồn photpho và PEG-800 làm phụ gia định hướng cấu trúc, thông qua phương pháp tổng hợp một giai đoạn (one-pot) kết hợp nung ở 500 °C. Kết quả phân tích đặc tính bằng các phương pháp XRD, FTIR, SEM, Py-FTIR, BET và NH₃/CO₂-TPD cho thấy tất cả các chất xúc tác đều tồn tại dưới dạng nhôm photphat vô định hình với cấu trúc mao quản trung bình và chủ yếu chứa các tâm axit Lewis yếu; trong đó, chất xúc tác 1.1P-Al-O thể hiện sự cân bằng tối ưu giữa diện tích bề mặt riêng cao (173 m² g⁻¹), mật độ tâm axit cao nhất và độ bazơ yếu nhất. Trong điều kiện dòng chảy liên tục qua lớp xúc tác cố định (nhiệt độ 100 °C, tỷ lệ mol acetone/glycerol là 3, tốc độ dòng không gian 1 mL g⁻¹ h⁻¹), chất xúc tác 1.1P-Al-O đạt hiệu suất thu hồi solketal cao nhất là 70,2% với độ chọn lọc >99,9%, đồng thời thể hiện độ ổn định tuyệt vời trong suốt 408 giờ vận hành với mức độ giảm hoạt tính không đáng kể; đây là nghiên cứu đầu tiên báo cáo về sự kết hợp giữa chất xúc tác nhôm photphat cấu trúc mao quản trung bình và quy trình dòng chảy liên tục để sản xuất solketal.