Theoretical study of ethylene polymerization by phenoxy-imine catalyst - Pavee Apilardmongkol (Chulalongkorn University, 2021)
ในงานวิจัยนี้ ได้มีการศึกษากลไกการเกิดปฏิกิริยาเอทิลีนพอลิเมอไรเซชัน ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาฟีนอกซีอิมีนและตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลฟีนอกซีฟอสฟีน-โพลีเอทิลีนไกลคอลที่มีโลหะอัลคาไลน์ โดยใช้การคำนวณด้วยทฤษฎีฟังก์ชันนอลความหนาแน่นสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาฟีนอกซีอิมีน เมื่อศึกษาผลของการแทนที่ด้วยโลหะหมู่4B พบว่า แนวโน้มของค่าพลังงานกระตุ้นที่ได้จากการคำนวณในขั้นกำหนดอัตราเมื่อโลหะเป็น เซอร์โคเนียม < แฮฟเนียม < ไททาเนียม สอดคล้องกับผลการทดลอง เมื่อศึกษาผลของการเปลี่ยนหมู่แทนที่ของลิแกนด์ โดยเปลี่ยนไนโตรเจนอะตอมเป็นออกซิเจน หรือ ฟอสฟอรัส หรือ ซัลเฟอร์ ในกรณีโลหะไททาเนียม พบว่า การเปลี่ยนหมู่แทนที่เป็นซัลเฟอร์จะให้ค่าพลังงานกระตุ้นต่ำที่สุด ในกรณีโลหะเป็นนิกเกิล พบว่า รูปแบบโครงสร้างสารประกอบเชิงซ้อนเปลี่ยนแปลงไป โดยรูปทรงสี่เหลี่ยมจัตุรัสแบนราบ (square planar) เกิดปฏิกิริยาได้ดีกว่ารูปทรงแปดหน้า (octahedral) สำหรับตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลฟีนอกซีฟอสฟีน-โพลีเอทิลีนไกลคอลที่มีโลหะอัลคาไลน์ เมื่อใช้โลหะอัลคาไลน์ต่างกัน 4 ระบบ พบแนวโน้มของค่าพลังงานกระตุ้นเมื่อใช้โลหะชนิดที่สอง ลิเทียม < โซเดียม < โพแทสเซียม < ซีเซียม ซึ่งสอดคล้องกับผลการทดลอง เมื่อศึกษาบทบาทของโลหะชนิดที่สองหรือโลหะอัลคาไลน์ ในตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลฟีนอกซีฟอสฟีน-โพลีเอทิลีนไกลคอล โดยพิจารณาผลของความเกะกะ, อิเล็กทรอนิกส์ และไฟฟ้าสถิต จากการวิเคราะห์ด้วย DFT พบว่า ในตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้โลหะสองชนิด ถ้าอันตรกิริยาระหว่างโลหะ-โลหะ/โลหะ-ลิแกนด์มีความแข็งแรงมาก และประจุของโลหะชนิดที่สองมีค่าเป็นบวกต่ำๆ จะช่วยเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาได้ดี เมื่อศึกษาผลของโครงสร้างที่มีต่อค่าแอคติวิตี้ สามารถนำความสัมพันธ์ที่ได้ไปใช้ในการออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่ที่มีโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธเป็นโลหะชนิดที่สอง งานวิจัยนี้จะให้ข้อมูลและรายละเอียดพื้นฐาน ในเรื่องการเกิดปฏิกิริยาเอทิลีนพอลิเมอไรเซชัน โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาฟีนอกซีอิมีนและตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลฟีนอกซีฟอสฟีน-โพลีเอทิลีนไกลคอลที่มีโลหะอัลคาไลน์ ซึ่งสามารถนำข้อมูลที่ได้ไปใช้ออกแบบและพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาต่อไป