Forskare konstruerade och förberedde en strukturerad bindemedelsfri Ti-MWW-katalysator via en kombinationsmetod för att forma, omkristallisation och kemisk modifiering av aktiva Ti -platser. Som ett resultat, den hade en ultralång livslängd på 2400 timmar i en enda HPPO-körning, under vilken STY av PO var så hög som 543 g kg -1 h -1 , medan lösningsmedelsförbrukningen endast var 194,3 kg kmol (H 2 O 2 ) -1 . Upphovsman:Chinese Journal of Catalysis
Propylenoxid (PO) är ett av de viktiga propylenderivaten med hög reaktivitet, som används flitigt som råvara för tillverkning av många kommersiella kemikalier. Den titanosilikatkatalyserade väteperoxidpropylenoxidprocessen (HPPO) anses vara mest fördelaktig eftersom den är mycket ekonomisk och miljövänlig, ger bara H 2 O som den teoretiska biprodukten och uppnå hög PO -selektivitet under milda reaktionsförhållanden. Den industriella HPPO-processen utförs i allmänhet i en reaktor med fast bädd med användning av de formade titanosilikatkatalysatorerna.
Tyvärr, de inerta och icke-porösa bindemedlen vid formning av katalysatorer påverkar alltid negativt tillgängligheten för aktiva ställen och reaktionens prestanda i HPPO-processen. Dessutom, för HPPO -processen, när det gäller katalysatorkostnad, epoxideringsreaktivitet och PO -selektivitet, andra generationens Ti-MWW/H 2 O 2 /Acetonitril-systemet är bättre än det för närvarande kommersialiserade första generationens TS-1/H 2 O 2 /Metanolsystem. Därför, det är av stor akademisk och industriell betydelse att designa och syntetisera en tillämplig Ti-MWW-katalysator och förverkliga en mycket effektiv HPPO-process, som bör konstrueras noggrant och omfattande.
Nyligen, ett forskargrupp ledd av prof. Peng Wu från East China Normal University, Kina designade och syntetiserade en strukturerad titanosilikatkatalysator av MWW-typ med attraktiv HPPO-prestanda via en kombinationsmetod för att forma, omkristallisation och kemisk modifiering av Ti -platser. Den kontrollerade dubbelmallarassisterade hydrotermiska omkristalliseringen omvandlade den amorfa SiO 2 bindemedel i extruderad SiO 2 /Ti-MWW katalysator till kristallin zeolitfas.
Faktiskt, ett sådant förfarande kan döda två fåglar i ett slag:problem med massöverföring i den formade katalysatorn och kemisk modifiering av mikromiljöer på de aktiva Ti-platserna erövrades samtidigt. Det visade sig att omkristallisation inte bara släppte ut delen av Ti -platser i mikroporerna fängslade av bindemedel, förbättra diffusionseffektiviteten och tillgängligheten för Ti -webbplatser, men också konstruerat mer aktivt öppet TiO -ramverk 6 arter och rikliga inre silanolbo, vilket främjade ackumulerings- och aktiveringsförmågan hos H 2 O 2 inuti Ti-MWW-monoliten.
Efteråt, successiv piperidinbehandling och fluoridering av bindemedelsfria Ti-MWW förbättrade H ytterligare 2 O 2 aktivering och aktiv O -överföringsförmåga hos aktiva Ti -platser, och stabiliserade Ti-OOH-intermediären genom H-bindning bildad mellan änden H i Ti-OOH och angränsande Si-F-arter, sålunda uppnås en mer effektiv epoxideringsprocess.
Dessutom, sidreaktionen av PO-hydrolys inhiberades eftersom modifieringen effektivt släckte många sura Si-OH-grupper. Livslängden för den modifierade bindemedelsfria Ti-MWW-katalysatorn var 2400 timmar med H 2 O 2 omvandling och PO -selektivitet både över 99,5% och låg konsumtion av lösningsmedel. Den enastående katalytiska prestandan innebar den stora potentialen hos denna strukturerade bindemedelsfria Ti-MWW-katalysator i industriella HPPO-applikationer. Resultaten publicerades i Chinese Journal of Catalysis .
