Silicate-1 (TS-1) se desarrolló hace casi 40 años y se ha utilizado con éxito como catalizador para convertir propileno en óxido de propileno. Este es un químico importante importante, como el poliuretano. el plastico. Ahora, un equipo de investigación de ETH Zurich, la Universidad de Colonia, Fritz-Haber-Institute y BASF ha revelado mecanismos de reacción sorprendentemente reales.
El óxido de propileno es una mercancía importante en la industria química, utilizada en la producción de plásticos, anticongelante y aceite hidráulico. La producción anual de óxido de propileno supera los 11 millones de toneladas, de los cuales más de 1 millón de toneladas se generan por oxidación con peróxido de hidrógeno (H2O2). Esta reacción química es catalizada por el silicato de titanio-1 (TS-1). El silicato de titanio-1 es un material cristalino poroso compuesto de dióxido de silicio y contiene una pequeña cantidad de átomos de titanio (aproximadamente 1 a 4 átomos de titanio por 100 átomos de silicio). El agua es el único subproducto. Aunque este proceso catalítico se ha aplicado con éxito desde que TS-1 se desarrolló hace casi 40 años, el mecanismo catalítico específico aún no está claro. Sin embargo, el consenso de la comunidad de investigación química es que el sitio activo en TS-1 debe ser un átomo de titanio aislado, que proporciona la base para la reactividad única del catalizador.
Un equipo de investigación de ETH Zurich, la Universidad de Colonia, el Fritz-Haber-Institute en Berlín y BASF cuestionaron esta hipótesis. En un estudio publicado actualmente en la revista Nature, los investigadores pueden mostrar que en el proceso catalítico, dos átomos de titanio activan H2O2, lo que indica que los átomos de titanio en realidad no están aislados, pero tienen un efecto sinérgico.
Según el espectro de resonancia magnética nuclear de estado nuclear de estado sólido de 17o, los investigadores mostraron que en el proceso de oxidación con H2O2, formará un peróxido intermedio con dos átomos de titanio. A través del modelado computacional, el autor mostró además que estos sitios dinucleares pueden promover la oxidación del propileno de manera eficiente. Curiosamente, el modo catalítico de este sitio binuclear es similar al mecanismo de reacción maduro de Peracid, que es el reactivo más antiguo y más significativo para la oxidación de olefinas. El estudio también muestra que los sitios dinucleares son particularmente efectivos en la epoxidación de propileno, y que se debe considerar el desarrollo de catalizadores mejorados.
"Los métodos que utilizamos en este estudio no son nuevos métodos. "Nuestro laboratorio solo tiene recientemente el desarrollo de un método para sintetizar el peróxido de hidrógeno rico en 17o es una de las claves de nuestro trabajo reciente. Además, nuestro equipo de investigación ha ganado mucha experiencia en la espectroscopía de RMN a baja temperatura en los últimos años, Permitiéndonos realizar esta investigación además, el Dr. Henrique Teles de BASF también es coautor de este estudio. Él enfatizó: "Si intenta optimizar el catalizador sobre la base de supuestos falsos, es muy difícil y puede liderar Usted en la dirección completamente equivocada. Por lo tanto, es importante estudiar esta hipótesis con más cuidado. "
"Hemos estado trabajando para explicar el mecanismo de reacción de los catalizadores de titanio homogéneos durante muchos años y hemos descubierto que los parejas de titanio se activan con los supuestos en la literatura, que dijo el peróxido de hidrógeno. : "Vemos en el estudio actual que los resultados de la catálisis homogénea también son aplicables a la catálisis heterogénea. Este es realmente un momento especial ". El Dr. Thomas Lunkenbein, coautor del Instituto Fritz Haber en Berlín, agregó:" Estamos muy feliz de contribuir a esta investigación y confirmar estas conclusiones a través de nuestro análisis. Esta investigación es de importancia fundamental para la comprensión del centro activo de dos átomos y abre nuevas posibilidades para la investigación de catalizador. "
El desarrollo de catalizadores es a menudo una caja negra, que se basa en muchos experimentos, detección a gran escala y suerte. Comprender la estructura de los sitios activos requeridos es fundamental para el desarrollo racional del catalizador. Es muy sorprendente aclarar el mecanismo de reacción del catalizador heterogéneo TS-1, que proporciona una nueva iluminación para este catalizador de 40 años, lo que ayudará a mejorar y desarrollar otros catalizadores homogéneos y heterogéneos.
SOLO DE SAPA, calzado, poliuretano, taza, TPU, cuero, tinta, poliéster poliol
XUCHUAN CHEMICAL(SUZHOU) CO., LTD
