Los investigadores diseñaron y prepararon un catalizador de MWW de Ti sin aglutinante estructurado mediante un método combinado de conformación, recristalización y modificación química de sitios de Ti activos. Como resultado, tenía una vida útil ultralarga de 2400 h en una sola ejecución de HPPO, durante el cual el STY de PO fue tan alto como 543 g kg -1 h -1 , mientras que el consumo de disolvente fue de solo 194,3 kg kmol (H 2 O 2 ) -1 . Crédito:Revista China de Catálisis
El óxido de propileno (PO) es uno de los derivados de propileno importantes con alta reactividad, que se utiliza ampliamente como materia prima para la fabricación de numerosos productos químicos comerciales. El proceso de óxido de propileno de peróxido de hidrógeno catalizado por titanosilicato (HPPO) se considera más ventajoso porque es muy económico y ecológico. dando solo H 2 O como subproducto teórico y logrando una alta selectividad de PO en condiciones de reacción suaves. El proceso de HPPO industrial se lleva a cabo generalmente en un reactor de lecho fijo utilizando los catalizadores de titanosilicato conformados.
Desafortunadamente, los aglutinantes inertes y no porosos en los catalizadores de conformación siempre afectan negativamente la accesibilidad de los sitios activos y el desempeño de la reacción en el proceso de HPPO. Es más, para el proceso HPPO, en términos de costo del catalizador, reactividad de epoxidación y selectividad de PO, el Ti-MWW / H de segunda generación 2 O 2 / El sistema de acetonitrilo es superior al TS-1 / H de primera generación que se comercializa actualmente 2 O 2 / Sistema de metanol. Por lo tanto, Es de gran importancia académica e industrial diseñar y sintetizar un catalizador Ti-MWW aplicable y realizar un proceso HPPO altamente eficiente. que debe diseñarse de manera delicada y completa.
Recientemente, un equipo de investigación dirigido por el profesor Peng Wu de la Universidad Normal del Este de China, China diseñó y sintetizó un catalizador de titanosilicato de tipo MWW sin aglutinante estructurado con un rendimiento atractivo de HPPO mediante un método combinado de conformación, recristalización y modificación química de sitios de Ti. La recristalización hidrotermal controlada asistida por plantillas duales convirtió el SiO amorfo 2 aglutinantes en SiO extruido 2 / Catalizador de Ti-MWW a fase de zeolita cristalina.
Realmente, tal procedimiento podría matar dos pájaros de un tiro:los problemas de transferencia de masa en el catalizador conformado y la modificación química de los microambientes de los sitios de Ti activos fueron conquistados simultáneamente. Se encontró que la recristalización no solo liberó la parte de los sitios de Ti dentro de los microporos aprisionados por los aglutinantes, mejorar la eficiencia de difusión y la accesibilidad de los sitios de Ti, pero también construyó un marco abierto más activo TiO 6 especies y abundantes nidos internos de silanol, que promovió la capacidad de acumulación y activación de H 2 O 2 dentro del monolito Ti-MWW.
Después, El tratamiento sucesivo con piperidina y la fluoración del Ti-MWW libre de aglutinantes mejoraron aún más la H 2 O 2 activación y la capacidad de transferencia de O activo de los sitios de Ti activos, y estabilizó el intermedio Ti-OOH a través del enlace H formado entre el extremo H en Ti-OOH y las especies Si-F adyacentes, logrando así un proceso de epoxidación más eficiente.
Adicionalmente, la reacción secundaria de la hidrólisis de PO se inhibió porque la modificación apagó eficazmente numerosos grupos Si-OH ácidos. La vida útil del catalizador Ti-MWW sin aglutinante modificado fue de 2400 h con el H 2 O 2 conversión y selectividad de PO, ambas por encima del 99,5%, así como bajo consumo de disolvente. El excelente rendimiento catalítico implicaba el gran potencial de este catalizador de MWW de Ti sin aglutinante estructurado en aplicaciones industriales de HPPO. Los resultados fueron publicados en Revista china de catálisis .
