Zeolita altamente versátil molecular del tamiz de la zeolita TS-1 con la estructura de MFI

el Medio-poro TS-1 es una zeolita altamente versátil con la estructura de MFI que se ha aplicado como catalizador eficiente en usos industriales diversos. TS-1 demuestra funcionamiento catalítico único en las reacciones de la oxidación que implican H2O2 como oxidante. El catalizador TS-1 es altamente eficaz en la oxidación selectiva de diversos substratos orgánicos con el peróxido de hidrógeno, incluyendo la hidroxilación de compuestos aromáticos, la epoxidación de alquenos, el ammoximation de cetonas, la oxidación de alcanos y de alcoholes, el etc.

Introducción

Como catalizador ambientalmente benigno, la síntesis acertada del silicalite del titanio que el tamiz molecular (TS-1) se ha considerado ser un jalón en catálisis de la zeolita a partir del 1980sbecause de su funcionamiento catalítico único en la reacción de la oxidación que implicaba H2O2 como zeolita de oxidant.1 TS-1 tiene la misma estructura esquelética (MFI) como ZSM-5. Posee 10 sistemas membrados bidireccionales del poro del anillo con el tamaño del poro a lo largo (100) como 5.1×5.5 Å y 5.3×5.6 Å a lo largo (010) (cuadro 1) de .2 especie del Ti en TS-1 existen en tres diversas formas, con solamente la especie tetraédrica del Ti en el marco que puede expresar alta selectividad mientras que la especie del Ti y los cristales octaédricos anatase-TiO2 para reducir la utilización del hidrógeno peroxide3.

Cuadro 1. topología de la estructura esquelética de MFI

Síntesis

El procedimiento de síntesis hidrotérmico convencional para la preparación de TS-1 está como follows4: el tetraethoxysilane (TEOS) y el tetrabutylorthotitanate (TBOT) primero se hidrolizan en una solución acuosa del hidróxido del tetrapropylammonium (TPAOH). Después del retiro de los alcoholes por la evaporación en 343-353 K, una solución clara del gel con una composición molar de SiO2/TiO2/TPAOH/H2O=1: 0.025:0.15: se obtiene 15. El gel es entonces precristalizado en 443 K por 12 horas. Este producto, incompleto cristalizado pero conteniendo probablemente por lo menos las unidades primarias y secundarias del edificio de la estructura de MFI, es recogido por la centrifugación y aclarado varias veces con agua destilada. La torta blanca entonces se dispersa en agua para obtener una solución coloidal blanca que se utilice para la cristalización. Las muestras completamente cristalizadas TS-1 para los experimentos de control son obtenidas prolongando el tiempo de la cristalización a 3 días en 443 K. La calcinación del producto sólido se realiza en aire en 823 K por 8 horas.

Muchos diversos protocolos se han desarrollado para la síntesis de TS-1.5 que éstos incluyen diversas fuentes del Si y del Ti, estructura orgánica que dirigía los agentes (SDA), y mineralizando agentes (véase el cuadro 2) .6 del gran número de preparaciones descritas en literatura, es posible encontrar que los materiales TS-1 con diverso tamaño cristalino, morfología, propiedades hidrofóbico-hidrofílicas, y distribuciones del titanio a lo largo de los tipos crystals.7 dos de los materiales TS-1 de tamaños de las partículas diversos (0.3-0.5 µm y el µm 20-50) están disponibles para la compra en nuestra tienda en línea material de ACS (cuadro 3).

Cuadro 2. gran número de las fuentes usadas para la preparación TS-1. Reproducido de la referencia. 5

Cuadro 3. imágenes de SEM de los tamices moleculares materiales TS-1 de ACS disponibles para la compra.

Usos

El catalizador TS-1 es altamente eficaz en la oxidación selectiva de diversos substratos orgánicos con el peróxido de hidrógeno tal como hidroxilación de compuestos aromáticos, epoxidación de alquenos, ammoximation de cetonas, y oxidación de alcanos y de alcoholes.

La selectividad de la forma de TS-1 para las reacciones de la oxidación primero fue mostrada por Takashi Tatsumi del Instituto de Tecnología Japón de Tokio al oxidar diverso linear, los alcanos ramificados y cíclicos con TS-1 usando H2O2 como oxidante (mostrado en el cuadro 1) .8 hexano mostraron a número del volumen de ventas de la oxidación diecisiete veces más arriba que ciclohexano y los alcanos ramificados mostraron actividad insignificante. Hay también una disminución notable de la actividad cuando la longitud del alcano linear está sobre seis átomos de carbono, en la relación clara con restricciones más altas de la difusión (véase el cuadro 1). Otras reacciones como la epoxidación de alquenos y de la oxidación de alcoholes no saturados también se han probado para estudiar más lejos la oxidación forma-selectiva.

Los resultados del cuadro 1. de la oxidación de diversos alcanos con TS-1using H2O2 divulgaron por Tatsumi y otros 8

Conclusión

El tamiz molecular TS-1 es un tamiz molecular altamente versátil con la estructura de MFI. Muchos métodos económicos y verdes para sintetizar TS-1 están todavía en curso. El catalizador TS-1 es altamente eficaz en la oxidación selectiva de diversos substratos orgánicos con el peróxido de hidrógeno. Las reacciones tales como el ammoximation de la ciclohexanona a la oxima y a la síntesis correspondientes del óxido del propileno se han comercializado con éxito usando TS-1 como catalizadores. Las investigaciones sobre otros usos prometedores de TS-1 están en curso.