Zeolieten zijn een van de vormselectieve katalysatoren. De kenmerken van zeolieten, die voortkomen uit de structurele opsluiting van de moleculaire afmetingen, zijn cruciaal voor vormselectieve katalyse.

De katalytische zuurplaatsen op verschillende posities van zeolieten vertonen een duidelijk opsluitingseffect voor reactantmoleculen, vooral weerspiegeld in mordeniet (MOR) zeoliet die de carbonyleringsreactie van dimethylether (DME) katalyseert.

Onlangs heeft een onderzoeksteam onder leiding van Prof. Liu Zhongmin van het Dalian Institute of Chemical Physics van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) een nieuwe strategie ontwikkeld om bij voorkeur de zuurplaatsen in de 12-ledige ring (12-MR) kanalen van MOR-zeoliet door een trimethylchloorsilaan (TMCS) silyleringsbehandeling, die de prestaties van DME-carbonylering zou kunnen verbeteren.

Deze studie is gepubliceerd in ACS Catalysis op 1 april

De 8-ledige ring (8-MR) kanalen van MOR-zeoliet hebben de voorkeur voor de selectieve carbonylering van DME, terwijl de grotere 12-MR-kanalen meer reactieroutes kunnen accommoderen, wat een snelle deactivering van het MOR-zeoliet zal veroorzaken. Daarom is het noodzakelijk om de zure plaatsen in 12-MR-kanalen van MOR selectief te verwijderen om de katalytische prestatie in de DME-carbonyleringsreactie te verbeteren.

De onderzoekers gebruikten in situ diffuse reflectie infrarood Fourier-transformatie (DRIFT) en ²⁹ Si cross-polarization (CP) Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopische technieken om de interactie van TMCS-moleculen met de overbruggende hydroxylgroepen op verschillende posities van de H-mordeniet (HMOR) zeoliet te onderzoeken.

Ze ontdekten dat TMCS-moleculen het HMOR-raamwerk overbrugden via een hydrolysereactie tussen chloorgroepen en Brønsted H ⁺ atomen om de zure plaatsen te bedekken. Vanwege de beperkte ruimte behield de silyleringsbehandeling selectief de meeste zuurplaatsen (80%) in de gewenste positie door TMCS ter vervanging van de Brønsted H ⁺ atomen binnen 12-MR-kanalen in de HMOR-zeoliet, wat leidt tot een betere selectiviteit en een veel langere levensduur in de DME-carbonyleringsreactie. + Verder verkennen

porie-mond katalyse die de vorming van iso-paraffinen uit syngas stimuleert ten opzichte van bifunctionele katalysatoren