Το πυριτικό-1 (TS-1) αναπτύχθηκε σχεδόν πριν από 40 χρόνια και έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία ως καταλύτης για τη μετατροπή του προπυλενίου σε προπυλενοξείδιο. Πρόκειται για ένα σημαντικό χημικό προϊόν, όπως η πολυουρεθάνη. πλαστική ύλη. Τώρα, μια ερευνητική ομάδα από την Eth Zurich, το Πανεπιστήμιο της Κολωνίας, το Fritz-Haber-Institute και το BASF αποκάλυψαν εκπληκτικά πραγματικούς μηχανισμούς αντίδρασης.
Το προπυλενοξείδιο είναι ένα σημαντικό εμπόρευμα στη χημική βιομηχανία, που χρησιμοποιείται στην παραγωγή πλαστικών, αντιψυκτικών και υδραυλικών ελαίων. Η ετήσια παραγωγή προπυλενίου οξειδίου υπερβαίνει τα 11 εκατομμύρια τόνους, εκ των οποίων περισσότεροι από 1 εκατομμύριο τόνοι παράγονται με οξείδωση με υπεροξείδιο του υδρογόνου (H2O2). Αυτή η χημική αντίδραση καταλύεται από πυριτικό τιτάνιο-1 (TS-1). Το πυριτικό-1 τιτανίου είναι ένα πορώδες κρυσταλλικό υλικό που αποτελείται από διοξείδιο του πυριτίου και περιέχει μια μικρή ποσότητα ατόμων τιτανίου (περίπου 1 έως 4 άτομα τιτανίου ανά 100 άτομα πυριτίου). Το νερό είναι το μόνο υποπροϊόν. Παρόλο που αυτή η καταλυτική διαδικασία εφαρμόστηκε με επιτυχία από τότε που αναπτύχθηκε το TS-1 σχεδόν πριν από 40 χρόνια, ο συγκεκριμένος καταλυτικός μηχανισμός εξακολουθεί να είναι ασαφής. Ωστόσο, η συναίνεση της χημικής ερευνητικής κοινότητας είναι ότι η ενεργός τοποθεσία στο TS-1 πρέπει να είναι ένα απομονωμένο άτομο τιτανίου, το οποίο παρέχει τη βάση για τη μοναδική αντιδραστικότητα του καταλύτη.
Μια ερευνητική ομάδα από την Eth Zurich, το Πανεπιστήμιο της Κολωνίας, το Fritz-Haber-Institute στο Βερολίνο, και ο BASF αμφισβήτησε αυτή την υπόθεση. Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε σήμερα στο περιοδικό Nature, οι ερευνητές μπορούν να δείξουν ότι στην καταλυτική διαδικασία, δύο άτομα τιτανίου ενεργοποιούν το H2O2, γεγονός που δείχνει ότι τα άτομα τιτανίου δεν είναι στην πραγματικότητα απομονωμένα, αλλά έχουν συνεργιστικό αποτέλεσμα.
Σύμφωνα με το φάσμα πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού των 17Ο, οι ερευνητές έδειξαν ότι στη διαδικασία οξείδωσης με H2O2, θα σχηματίσει ένα ενδιάμεσο υπεροξείδιο με δύο άτομα τιτανίου. Μέσω της υπολογιστικής μοντελοποίησης, ο συγγραφέας έδειξε περαιτέρω ότι αυτές οι δινουκηνικές τοποθεσίες μπορούν πράγματι να προωθήσουν αποτελεσματικά την οξείδωση του προπυλενίου. Είναι ενδιαφέρον ότι ο καταλυτικός τρόπος αυτής της διπυρηνικής θέσης είναι παρόμοιος με τον ώριμο μηχανισμό αντίδρασης του peracid, ο οποίος είναι το παλαιότερο και σημαντικότερο αντιδραστήριο για την οξείδωση της ολεφίνης. Η μελέτη δείχνει επίσης ότι οι δινουκηνικοί χώροι είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικοί στην εποξείωση της προπυλενίου και ότι πρέπει να ληφθεί υπόψη η ανάπτυξη βελτιωμένων καταλυτών.
"Οι μέθοδοι που χρησιμοποιήσαμε σε αυτή τη μελέτη δεν είναι νέες μεθόδους. "Το εργαστήριό μας έχει μόλις πρόσφατα την ανάπτυξη μιας μεθόδου για τη σύνθεση του υπεροξειδίου του υδρογόνου πλούσιου σε 17ο είναι ένα από τα κλειδιά για το πρόσφατο έργο μας. Επιπλέον, η ερευνητική μας ομάδα έχει αποκτήσει μεγάλη εμπειρία σε φασματοσκοπία NMR χαμηλής θερμοκρασίας τα τελευταία χρόνια, επιτρέποντάς μας να διεξάγουμε αυτή την έρευνα επιπλέον, ο Δρ. Henrique Teles του BASF είναι επίσης συν-συγγραφέας αυτής της μελέτης. Τόνισε: «Αν προσπαθήσετε να βελτιστοποιήσετε τον καταλύτη με βάση ψευδείς υποθέσεις, είναι πολύ δύσκολο και μπορεί να οδηγήσει Εσείς στην εντελώς λάθος κατεύθυνση. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να μελετηθεί προσεκτικά αυτή η υπόθεση. «
"Έχουμε εργαστεί για την εξήγηση του μηχανισμού αντίδρασης των ομοιογενών καταλυτών τιτανίου για πολλά χρόνια και έχουν ανακαλύψει-contrary στις υποθέσεις της βιβλιογραφίας-ότι το υπεροξείδιο του υδρογόνου ενεργοποιείται από τα ζευγάρια τιτανίου. : "Βλέπουμε στην τρέχουσα μελέτη ότι τα αποτελέσματα της ομοιογενούς καταλύσεως ισχύουν επίσης για την ετερογενή κατάλυση. Αυτή είναι πραγματικά μια ξεχωριστή στιγμή. "Ο Δρ Thomas Lunkenbein, συν-συγγραφέας από το Ινστιτούτο Fritz Haber στο Βερολίνο, πρόσθεσε:" Είμαστε πολύ στην ευχάριστη θέση να συνεισφέρω σε αυτήν την έρευνα και να επιβεβαιώσω αυτά τα συμπεράσματα μέσω της ανάλυσής μας. Η έρευνα αυτή έχει θεμελιώδη σημασία στην κατανόηση του ενεργού κέντρου δύο ατόμων και ανοίγει νέες δυνατότητες για την έρευνα καταλύτη. «
Η ανάπτυξη των καταλυτών είναι συχνά ένα μαύρο κουτί, το οποίο βασίζεται σε πολλά πειράματα, μεγάλη προβολή και τύχη. Η κατανόηση της δομής των απαιτούμενων ενεργών τοποθεσιών είναι κρίσιμη για την ορθολογική ανάπτυξη του καταλύτη. Είναι πολύ περίεργο να διευκρινιστεί ο μηχανισμός αντίδρασης του ετερογενούς καταλύτη TS-1, ο οποίος παρέχει νέα διαφωτισμό για αυτόν τον 40χρονο καταλύτη, ο οποίος θα βοηθήσει στη βελτίωση και την ανάπτυξη άλλων ομοιογενών και ετερογενών καταλυτών.
Παπούτσια, υποδήματα, πολυουρεθάνη, κύπελλο, TPU, δέρμα, μελάνι, πολυεστέρα πολυόλης
XUCHUAN CHEMICAL(SUZHOU) CO., LTD
