Grafiskt abstrakt. Kredit:ACS Catalysis (2022). DOI:10.1021/acscatal.1c05896
Zeoliter är en av de formselektiva katalysatorerna. Egenskaperna hos zeoliter, som kommer från den strukturella inneslutningen av de molekylära dimensionerna, är avgörande för formselektiv katalys.
De katalytiska syraställena vid olika positioner av zeoliter visar en distinkt inneslutningseffekt för reaktantmolekyler, speciellt reflekterad i mordenit (MOR) zeolitkatalyserande dimetyleter (DME) karbonyleringsreaktion.
Nyligen utvecklade ett forskarlag under ledning av Prof. Liu Zhongmin från Dalian Institute of Chemical Physics vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) en ny strategi för att företrädesvis ta bort sura platser i de 12-ledade ringkanalerna (12-MR) av MOR-zeolit genom en silyleringsbehandling med trimetylklorsilan (TMCS), vilket kan förbättra prestandan för DME-karbonylering.
Denna studie publicerades i ACS Catalysis den 1 april.
De 8-ledade ringkanalerna (8-MR) av MOR-zeolit föredras för selektiv karbonylering av DME, medan de större 12-MR-kanalerna kan rymma fler reaktionsvägar, vilket kommer att orsaka snabb deaktivering av MOR-zeoliten. Därför är det nödvändigt att selektivt ta bort syraställena i 12-MR-kanaler av MOR för att förbättra dess katalytiska prestanda i DME-karbonyleringsreaktionen.
Forskarna använde in situ diffus reflektans infraröd Fouriertransform (DRIFT) och 29 Si-korspolarisation (CP) Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spektroskopiska tekniker för att undersöka interaktionen av TMCS-molekyler med de överbryggande hydroxylgrupperna inom olika positioner av H-mordenit (HMOR) zeoliten.
De fann att TMCS-molekyler överbryggade HMOR-ramverket via en hydrolysreaktion mellan klorgrupper och Brønsted H + atomer för att täcka syraställena. På grund av utrymmesbegränsningen behöll silyleringsbehandlingen selektivt de flesta syraställena (80 %) i önskad position genom att TMCS ersatte Brønsted H + atomer inom 12-MR-kanaler i HMOR-zeoliten, vilket leder till bättre selektivitet och en mycket längre livslängd i DME-karbonyleringsreaktionen. + Utforska vidare
