Ti-MWW分子筛钛活性中心结构调控及其在乙烯氧化水合制乙二醇反应中的应用
批准号:
22102148
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
卢信清
依托单位:
学科分类:
催化化学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
卢信清
中文摘要
与传统乙二醇生产工艺相比,钛硅分子筛催化乙烯和过氧化氢一步法氧化水合制乙二醇具有工艺流程短且反应条件温和的显著优点,但低的催化性能导致过氧化氢有效利用率低。钛活性中心结构是影响钛硅分子筛催化性能的关键因素,因此研究钛活性中心结构调控对于设计高效的乙烯氧化水合催化剂具有重要意义。本项目基于代表性钛硅分子筛Ti-MWW分子筛的晶化特点,在其合成体系中引入烷基修饰的含钛化合物并调控其浓度,获得烷基修饰的骨架钛物种。经焙烧将烷基转变为羟基后可以获得Ti(OSi)3OH活性中心,从而有效调控钛活性中心结构。本项目的实施,旨在构建高性能的钛活性中心,实现过氧化氢的高效活化和活性氧的有效传递,并阐明钛活性中心结构与催化性能之间的关系,同时为杂原子分子筛的活性中心结构调控提供一种新思路。
英文摘要
Compared with the conventional process for the production of ethylene glycol, one-pot synthesis of ethylene glycol by oxidative hydration of ethylene with hydrogen peroxide over titanosilicate catalysts possesses several merits such as short processing and mild operating conditions but the utilization of hydrogen peroxide is rather low due to the low catalytic performance of titanosilicates, which has been considered as the main disadvantage. As the structure of titanium active sites is a critical factor for the catalytic performance of titanosilicates, the study on the adjustment of the structure of titanium active sites is of great significance for the design of a highly efficient catalyst for ethylene oxidative hydration. Based on the crystallization characteristics of the representative Ti-MWW titanosilicate, the framework Ti species modified with alkyl groups are generated by introducing alkyl-titanium compounds in the synthetic gel. After calcination, the alkyl groups will be transformed into hydroxyl groups. Consequently, the structure of titanium active sites can be accurately controlled by adjusting the density of Ti(OSi)3OH species in the zeolite framework. The proposed project aims at constructing high-performance titanium active sites, realizing the efficient activation of hydrogen peroxide and the effective transfer of reactive oxygen, and elucidating the relationship between the structure of titanium active sites and the catalytic performance of titanosilicates, meanwhile it will provide a new route for adjusting the structure of active sites in the heteroatomic zeolites.
钛硅分子筛催化乙烯和过氧化氢氧化水合制乙二醇具有工艺流程短且条件温和的显著优点,但当前过氧化氢有效利用率低限制了该催化体系的进一步推广应用。基于此,我们通过研究钛活性中心结构调控,实现了高效乙烯氧化水合催化剂的设计合成。.对照项目申请书的研究目标,我们完成了下列指标:1)Ti-MWW分子筛上构建高性能的Ti(OSi)3OH活性中心;2)建立了Ti-MWW分子筛钛活性中心结构与催化性能之间的内在关联:Ti(OSi)3OH活性中心具有比Ti(OSi)4活性中心更强的Lewis酸性,从而能够更好地活化过氧化氢并实现氧的传递,进而表现出更高的乙烯氧化水合催化活性和过氧化氢有效利用率;3)采用原子植入法将Sn物种引入Ti-MWW分子筛骨架中,利用Sn和Ti的协同效应构建了高效的乙烯氧化水合制乙二醇催化反应体系,有助于该催化体系的进一步推广应用。.本项目的相关研究成果在电子化学与化工新材料创新国际论坛上做学术交流。项目负责人在第一、二届青年分子筛学术大会、第二十二届全国分子筛学术大会、第二十一届全国催化学术会议和中国化学会第三十三、三十四届学术年会上做口头报告。申请中国发明专利3件;发表6篇SCI收录的研究论文。项目达到了预期研究目标和预期成果要求。
基于过氧化氢原位合成与丙烯环氧化耦合反
应的钛硅分子筛负载 PdM(M=Sn, Zn)双金属
催化剂的构建
-
批准号:Y24B030062
-
项目类别:省市级项目
-
资助金额:0.0万元
-
批准年份:2024
-
负责人:卢信清
-
依托单位:
国内基金
海外基金