Vielseitiger Zeolith des Molekularsiebs des Zeolith-TS-1 in hohem Grade mit MFI-Struktur

Medium-Pore TS-1 ist ein in hohem Grade vielseitiger Zeolith mit MFI-Struktur, die als leistungsfähiger Katalysator in den verschiedenen industriellen Anwendungen aufgetragen worden ist. TS-1 zeigt einzigartige katalytische Leistung in den Oxidationsreaktionen, die H2O2 als Oxydationsmittel mit einbeziehen. Katalysator TS-1 ist in der selektiven Oxidation von verschiedenen organischen Substraten mit Wasserstoffperoxid, einschließlich Hydroxylierung von aromatischen Substanzen, Epoxidierung von Alkenen, ammoximation von Ketonen, Oxidation von Alkanen und von Alkoholen, etc. in hohem Grade effektiv.

Einleitung

Als umweltsmäßig gutartiger Katalysator hat die erfolgreiche Synthese von Titan-silicalite, das Molekularsieb (TS-1) ein als Meilenstein in der Zeolithkatalyse ab dem 1980sbecause seiner einzigartigen katalytischen Leistung in der Oxidationsreaktion betrachtet worden ist, die H2O2 als Zeolith oxidant.1 TS-1 mit einbezieht, das gleiche Skelettsystem (MFI) als ZSM-5. Sie besitzt bidirektionale 10 membered Ringporensysteme mit der Porengröße entlang (100) als 5.1×5.5 Å und 5.3×5.6 Å entlang (010) (Abbildung 1) .2 Tispezies in TS-1 existieren in drei verschiedenen Formen, mit nur den vierflächigen Tispezies im Rahmen, der in der Lage ist, hohe Selektivität auszudrücken während die oktaedrischen Tispezies und die Kristalle anatase-TiO2, die Nutzung des Wasserstoffs peroxide3 zu verringern.

Abbildung 1.-Topologie von MFI-Skelettsystem

Synthese

Herkömmliches hydrothermales Syntheseverfahren für die Vorbereitung von TS-1 ist als follows4: tetraethoxysilane (TEOS) und tetrabutylorthotitanate (TBOT) werden zuerst in einer wässerigen Lösung von tetrapropylammonium Hydroxid (TPAOH) hydrolysiert. Nach Abbau der Alkohole durch Verdampfung bei 343-353 K, eine klare Gellösung mit einer molaren Zusammensetzung von SiO2/TiO2/TPAOH/H2O=1: 0.025:0.15: 15 wird erreicht. Das Gel ist dann bei 443 K 12 Stunden lang vorkristallisiert. Dieses Produkt, unvollständig kristallisiert aber mindestens die Primär- und Sekundärbauelemente der MFI-Struktur vermutlich enthalten, wird durch Zentrifugierung gesammelt und ausgespült mehrmals mit destilliertem Wasser. Der weiße Kuchen wird dann im Wasser zerstreut, um eine weiße kolloidale Lösung zu erreichen, die für Kristallisation benutzt wird. Völlig kristallisierte Proben TS-1 für Kontrolltests werden erhalten, indem man die Kristallisationszeit zu 3 Tagen bei 443 K. ausdehnt. Die Kalzinierung des festen Produktes wird in einer Luft bei 823 K 8 Stunden lang durchgeführt.

Viele verschiedenen Protokolle sind für die Synthese von TS-1.5, das diese verschiedene Si- und Tiquellen einschließen, die organische Struktur entwickelt worden, die Mittel (SDA) verweist und Mittel (mineralisiert sehen Abbildung 2), die .6 von der großen Anzahl von den Vorbereitungen, die in der Literatur beschrieben werden, zu finden ist möglich, dass Materialien TS-1 mit unterschiedlicher Körnung, Morphologie, hydrophob-hydrophilen Eigenschaften und Titanverteilungen entlang den Arten crystals.7 zwei von Materialien TS-1 von unterschiedlichen Teilchengrößen (0.3-0.5 µm und µm 20-50) für Kauf auf unserem materiellen Online-Shop ACS verfügbar sind (Tabelle 3).

Große Zahl des Abbildung 2. von den Quellen verwendet für Vorbereitung TS-1. Reproduziert von Verweis 5

Abbildung 3. SEM-Bilder von materiellen Molekularsieben TS-1 ACS verfügbar für Kauf.

Anwendungen

Katalysator TS-1 ist in der selektiven Oxidation von verschiedenen organischen Substraten mit Wasserstoffperoxid wie Hydroxylierung von aromatischen Substanzen, Epoxidierung von Alkenen, ammoximation von Ketonen und Oxidation von Alkanen und von Alkoholen in hohem Grade effektiv.

Die Formselektivität von TS-1 für Oxidationsreaktionen wurde zuerst von Takashi Tatsumi von den verzweigten und zyklischen Alkanen Tokyo-Fachhochschule gezeigt zeigte Japan als, unterschiedliches lineares, mit TS-1 unter Verwendung H2O2 oxidierend als Oxydationsmittel (gezeigt in Tabelle 1) .8 Hexan einer Oxidationsumsatzzahl siebzehnmal höher, als Cyclohexan und verzweigte Alkane geringfügige Tätigkeit zeigten. Es gibt auch eine bemerkenswerte Abnahme an der Tätigkeit, wenn die Länge des linearen Alkans über sechs Kohlenstoffatomen ist, im klaren Verhältnis zu den höheren Diffusionsbeschränkungen (sehen Sie Tabelle 1). Andere Reaktionen wie die Epoxidierung von Alkenen und von Oxidation von ungesättigten Alkoholen sind auch geprüft worden, um Form-selektive Oxidation weiter zu studieren.

Ergebnisse der Tabelle-1. der Oxidation von verschiedenen Alkanen mit TS-1using H2O2 berichteten durch Tatsumi et al. 8

Schlussfolgerung

Ist Molekularsieb TS-1 ein in hohem Grade vielseitiges Molekularsieb mit MFI-Struktur. Viele wirtschaftlichen und grünen Methoden für die Synthetisierung von TS-1 sind noch laufend. Katalysator TS-1 ist in der selektiven Oxidation von verschiedenen organischen Substraten mit Wasserstoffperoxid in hohem Grade effektiv. Reaktionen wie das ammoximation des Cyclohexanons zum entsprechenden Oxim und zur Synthese des Propylenoxids sind erfolgreich unter Verwendung TS-1 als Katalysatoren in den Handel gebracht worden. Untersuchungen über andere viel versprechende Anwendungen von TS-1 laufen.