टीएस -1 जिओलाइट आणविक चलनी एमएफआई संरचना के साथ अत्यधिक बहुमुखी जिओलाइट

मध्यम-ताकना टीएस -1 एमएफआई संरचना के साथ एक अत्यधिक बहुमुखी जिओलाइट है जिसे विविध औद्योगिक अनुप्रयोगों में एक कुशल उत्प्रेरक के रूप में लागू किया गया है।टीएस -1 ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं में अद्वितीय उत्प्रेरक प्रदर्शन को प्रदर्शित करता है जिसमें एच 2 ओ 2 ऑक्सीडेंट के रूप में शामिल होता है।TS-1 उत्प्रेरक हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ विभिन्न कार्बनिक सब्सट्रेट के चयनात्मक ऑक्सीकरण में अत्यधिक प्रभावी है, जिसमें एरोमैटिक्स का हाइड्रॉक्सिलेशन, अल्केन्स का एपॉक्सीडेशन, केटोन्स का अमोक्सिमिमेशन, अल्कनों और अल्कोहल का ऑक्सीकरण, आदि शामिल हैं।

परिचय

एक पर्यावरणीय रूप से सौम्य उत्प्रेरक के रूप में, टाइटेनियम साइलिसाइट आणविक छलनी (टीएस -1) के सफल संश्लेषण को जिओलाइट कटैलिसीस में एक मील का पत्थर माना जाता है, क्योंकि ऑक्सीकरण के रूप में एच 2 ओ 2 में ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया में इसके अद्वितीय उत्प्रेरक प्रदर्शन के रूप में ऑक्सीकरण 1 टीएस- 1 जिओलाइट में ZSM-5 के समान कंकाल संरचना (MFI) है।यह द्वि-दिशात्मक 10-सदस्यीय रिंग पोर सिस्टम के पास ताकना आकार (100) के साथ 5.1 × 5.5 direct और 5.3 × 5.6 (साथ (010) (चित्रा 1) के साथ है। टीएस -1 में टीआई प्रजाति तीन प्रकारों में मौजूद है। ढांचे में केवल टेट्राहेड्रल तिवारी प्रजातियों के साथ, उच्च चयनात्मकता व्यक्त करने में सक्षम होने के दौरान, जबकि ऑक्टाहेड्रल तिवारी प्रजातियां और अनातस-टीआईओ 2 क्रिस्टल हाइड्रोजन पेरोक्साइड 3 का उपयोग कम करते हैं।

चित्रा 1. एमएफआई कंकाल संरचना की टोपोलॉजी

संश्लेषण

टीएस -1 की तैयारी के लिए पारंपरिक हाइड्रोथर्मल संश्लेषण प्रक्रिया इस प्रकार है 4: टेट्रापोटॉक्सिसिलोटेन (टीओएसओटी) और टेट्राब्यूटाइलोरोथोटीनेट (टीबीओटी) पहले टेट्राप्रोपिलमोनियम हाइड्रॉक्साइड (टीपीएओएच) के जलीय घोल में हाइड्रोलाइज्ड होते हैं।343-353 K पर वाष्पीकरण द्वारा अल्कोहल को हटाने के बाद, SiO2 / TiO2 / TPAOH / H2O = 1: 0.025: 0.15: 15 की दाढ़ रचना के साथ एक स्पष्ट जेल समाधान प्राप्त किया जाता है।जेल को फिर 12 घंटे के लिए 443 K पर प्राथमिकता दी जाती है।यह उत्पाद, अपूर्ण रूप से क्रिस्टलीकृत लेकिन संभवतः एमएफआई संरचना की कम से कम प्राथमिक और द्वितीयक निर्माण इकाइयों से युक्त है, जिसे सेंट्रीफ्यूजेशन द्वारा एकत्र किया जाता है और आसुत जल के साथ कई बार rinsed किया जाता है।सफेद केक को एक सफेद कोलाइडल समाधान प्राप्त करने के लिए पानी में फैलाया जाता है जो क्रिस्टलीकरण के लिए उपयोग किया जाता है।नियंत्रण प्रयोगों के लिए पूरी तरह से क्रिस्टलीकृत TS-1 नमूने 443 K पर 3 दिनों के लिए क्रिस्टलीकरण के समय को लंबा करके प्राप्त किए जाते हैं। ठोस उत्पाद का कैल्सीनेशन 8 घंटे के लिए 823 K पर हवा में प्रदर्शन किया जाता है।

TS-1.5 के संश्लेषण के लिए कई अलग-अलग प्रोटोकॉल विकसित किए गए हैं। इनमें अलग-अलग Si और Ti स्रोत, कार्बनिक संरचना निर्देशन एजेंट (SDA), और खनिज एजेंट (चित्र 2 देखें) शामिल हैं ।6 साहित्य में वर्णित तैयारियों की बड़ी संख्या से, यह। टीएस -1 सामग्री को विभिन्न क्रिस्टल आकार, आकारिकी, हाइड्रोफोबिक-हाइड्रोफिलिक गुणों और क्रिस्टल के साथ टाइटेनियम वितरण के साथ मिलाना संभव है। टीएस -1 के दो प्रकार अलग-अलग कण आकार की सामग्री (0.3-0.5 माइक्रोन और 20-50 माइक्रोन) हमारे एसीएस सामग्री ऑनलाइन स्टोर (चित्रा 3) पर खरीद के लिए उपलब्ध हैं।

चित्रा 2. टीएस -1 की तैयारी के लिए उपयोग किए जाने वाले स्रोतों की बड़ी संख्या।रेफ से लिया गया।५

चित्रा 3. ACS सामग्री TS-1 आणविक sms की SEM छवियों खरीद के लिए उपलब्ध है।

अनुप्रयोग

TS-1 उत्प्रेरक हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ विभिन्न कार्बनिक सब्सट्रेट के चुनिंदा ऑक्सीकरण में अत्यधिक प्रभावी है जैसे कि एरोमैटिक्स का हाइड्रॉक्सिलेशन, अल्केन्स का एपॉक्सीडेशन, केटोन्स का एमोक्सिमिमेशन, और एल्केन्स और अल्कोहल का ऑक्सीकरण।

ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं के लिए टीएस -1 का आकार चयनात्मकता पहली बार टोक्यो इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी जापान से ताकाशी तात्सुमी द्वारा दिखाया गया था, जब टीएस -1 के साथ एच 2 ओ 2 एक ऑक्सीडेंट (तालिका 1 में दिखाया गया है) के रूप में टीएस -1 का उपयोग करके अलग-अलग रैखिक, शाखित और चक्रीय क्षार ऑक्सीकरण करते हैं। साइक्लोहेक्सेन की तुलना में सत्रह गुना अधिक ऑक्सीकरण टर्नओवर संख्या को दिखाया गया है और ब्रांच्ड अल्केन्स ने नगण्य गतिविधि दिखाई है।गतिविधि में उल्लेखनीय कमी तब होती है जब रैखिक विचलन की लंबाई छह कार्बन परमाणुओं से ऊपर होती है, उच्च प्रसार प्रतिबंधों के साथ स्पष्ट संबंध में (तालिका 1 देखें)।आगे की आकृति-चयनात्मक ऑक्सीकरण का अध्ययन करने के लिए अन्य प्रतिक्रियाओं जैसे कि एल्केन्स के epoxidation और असंतृप्त अल्कोहल के ऑक्सीकरण का भी परीक्षण किया गया है।

तालिका 1. Tatsumi एट अल द्वारा रिपोर्ट की गई TS-1use H2O2 के साथ अलग-अलग अल्कनों के ऑक्सीकरण के परिणाम।।

निष्कर्ष

TS-1 आणविक चलनी MFI संरचना के साथ एक अत्यधिक बहुमुखी आणविक चलनी है।TS-1 को संश्लेषित करने के लिए कई आर्थिक और हरे रंग की विधियां अभी भी चल रही हैं।टीएस -1 उत्प्रेरक हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ विभिन्न कार्बनिक पदार्थों के चयनात्मक ऑक्सीकरण में अत्यधिक प्रभावी है।इसी ऑक्ज़ाइम को साइक्लोहेक्सानोन के अमोक्सिमिनेशन और प्रोपलीन ऑक्साइड के संश्लेषण के रूप में प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरक के रूप में टीएस -1 का सफलतापूर्वक उपयोग किया गया है।TS-1 के अन्य होनहार अनुप्रयोगों के बारे में जांच जारी है।