Ts-1 veelzijdige zeoliet van de zeoliet het Moleculaire Zeef hoogst met MFI-structuur

Middelgroot-porie ts-1 is een hoogst veelzijdig zeoliet met MFI-structuur die als efficiënte katalysator in diverse industriële toepassingen is toegepast. Ts-1 toont unieke katalytische prestaties in oxydatiereacties die H2O2 impliceren aan als oxidatiemiddel. Ts-1 is de katalysator hoogst efficiënt in de selectieve oxydatie van diverse organische substraten met waterstofperoxyde, met inbegrip van hydroxylation van aromaten, epoxidatie van alkenes, ammoximation van ketonen, oxydatie van alkanes en alcoholen, enz.

Inleiding

Als ecologisch goedaardige katalysator, is de succesvolle synthese van titanium silicalite moleculaire zeef (ts-1) als om een mijlpaal in zeolietkatalyse vanaf 1980sbecause van zijn unieke katalytische prestaties in oxydatiereactie beschouwd die H2O2 impliceren aangezien een zeoliet van oxidant.1 ts-1 dezelfde skeletachtige structuur (MFI) zoals zsm-5 heeft. Het bezit de tweerichtings 10 membered systemen van de ringsporie met de poriegrootte (100) als 5.1×5.5 Å en 5.3×5.6 Å langs (010) (Figuur 1) .2 Ti-species in ts-1 er bestaan in drie verschillende vormen, met slechts de viervlakkige Ti-species in het kader kunnend hoge selectiviteit uitdrukken terwijl de achtvlakkige Ti-species en anatase-TiO2-de kristallen het gebruik van waterstof peroxide3 verminderen.

Figuur 1. Topologie van de skeletachtige structuur van MFI

Synthese

De conventionele hydrothermale syntheseprocedure voor de voorbereiding van ts-1 is als follows4: tetraethoxysilane (TEOS) en tetrabutylorthotitanate (TBOT) eerst worden gehydroliseerd in een waterige oplossing van tetrapropylammoniumhydroxyde (TPAOH). Na verwijdering van de alcoholen door verdamping bij 343-353 K, een duidelijke geloplossing met een maalsamenstelling van SiO2/TiO2/TPAOH/H2O=1: oplossing: 15 worden verkregen. Het gel is precrystallized toen bij 443 K 12 uren. Dit gekristalliseerde product, onvolledig maar vermoedelijk bevattend minstens de primaire en secundaire de bouweenheden van de MFI-structuur, wordt verzameld door centrifugeren en met gedistilleerd water meerdere keren gespoeld. De witte cake is dan verspreid in water om een witte colloïdale oplossing te verkrijgen die voor kristallisatie wordt gebruikt. Worden volledig gekristalliseerde steekproeven ts-1 voor controleexperimenten verkregen door de kristallisatietijd aan 3 dagen bij 443 K. te verlengen. Het calcineren van het stevige product wordt uitgevoerd in lucht bij 823 K 8 uren.

Vele verschillende protocollen zijn ontwikkeld want de synthese van ts-1,5 deze de verschillende bronnen van Si en Ti-omvat, organische structuur die agenten (SDA) leiden, en agenten (zie Figuur 2) mineraliseren .6 van het grote aantal beschreven voorbereidingen in literatuur, is het mogelijk om materialen ts-1 met verschillende kristalgrootte, de morfologie, hydrophobic-hydrofiele eigenschappen te vinden, en de titaniumdistributies langs de types van crystals.7 Twee van materialen ts-1 van variërende partikelgroottes (0.3-0.5 µm en 20-50 µm) zijn beschikbaar voor aankoop op onze Materiële online opslag van ACS (Figuur 3).

Figuur 2. Groot die aantal bronnen voor ts-1 voorbereiding worden gebruikt. Gereproduceerd van ref. 5

Figuur 3. SEM-beelden van Materiële moleculaire zeven ts-1 van ACS beschikbaar voor aankoop.

Toepassingen

Ts-1 is de katalysator hoogst efficiënt in de selectieve oxydatie van diverse organische substraten met waterstofperoxyde zoals hydroxylation van aromaten, epoxidatie van alkenes, ammoximation van ketonen, en oxydatie van alkanes en alcoholen.

De vormselectiviteit van ts-1 voor oxydatiereacties werd eerst getoond door Takashi Tatsumi van het Instituut van Tokyo van Technologie Japan bij het oxyderen verschillende lineair, zich vertakte en cyclische alkanes met ts-1 die H2O2 gebruiken die aangezien een oxidatiemiddel (in Lijst 1 wordt getoond) .8 Hexaan een aantal van de oxydatieomzet zeventien keer hoger dan cyclohexane toonde en zich alkanes vertakte te verwaarlozen activiteit toonden. Er is ook een opmerkelijke daling van activiteit wanneer de lengte van lineaire alkane boven zes koolstofatomen is, in duidelijke verhouding met hogere verspreidingsbeperkingen (zie Lijst 1). Andere reacties zoals de epoxidatie van alkenes en de oxydatie van onverzadigde alcoholen zijn ook getest om vorm-selectieve oxydatie verder te bestuderen.

Lijst 1. Resultaten van de oxydatie van verschillende die alkanes met H2O2 TS-1using door Tatsumi et al. wordt gemeld. 8

Conclusie

Ts-1 is de moleculaire zeef een hoogst veelzijdige moleculaire zeef met MFI-structuur. Vele economische en groene methodes om ts-1 samen te stellen zijn nog aan de gang. Ts-1 is de katalysator hoogst efficiënt in de selectieve oxydatie van diverse organische substraten met waterstofperoxyde. De reacties zoals ammoximation van cyclohexanone op overeenkomstige oxime en de synthese van propyleenoxyde zijn op de markt gebracht met succes gebruikend ts-1 als katalysators. De onderzoeken over andere veelbelovende toepassingen van ts-1 zijn aan de gang zijnde.