エチレン水酸化のためのゼオライトフレームワークアンクルドRh-O-Znの建設
Haocheng Hu1,2, Wenhao Cui3, Mingbin Gao4
1National Engineering Research Center of Lower-Carbon Catalysis Technology, Dalian National Laboratory for Clean Energy, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023, China.
ゼオライトに閉じ込められたRh触媒は,Rh種をZn-Oサイトに固定することで,オレフィン水酸化に対する安定性が向上する. この設計は,Rhの浸出と集積を防止し,非常に活性で耐久性の高い触媒を生成します.
科学分野:
- 異質な触媒
- 有機金属化学
- 材料科学
背景:
- ゼオライトに閉じ込められたRh系触媒はオレフィン水酸化に有望である.
- 課題は,Rhの浸出と集積,触媒の安定性と活性性の低下です.
- これらの制約を克服するために堅固な触媒設計が必要である.
研究 の 目的:
- ガス相エチレン水酸化のための安定的かつ活性なゼオライト限定Rh触媒の設計と合成.
- Rhを固定し,その無効化を防ぐためのZn-O種の役割を調査する.
- これらの二金属部位におけるエチレン水酸化のメカニズムを解明する.
主な方法:
- RhとZnの種をシリカリト-1ゼオライトに併封する.
- 水酸化過程でRhδ+-(O-Zn) xのサイトを現地で構築する.
- フーリエ変換赤外線 (FTIR) 顕微鏡および運動分析を用いた特徴付け.
主要な成果:
- 最適な0.2Rh@Zn3-S-1触媒は,40時間以上無効化せずに363Kで148h-1のプロパナル回転周波数を達成した.
- ゼオライトのフレームワークに固定されたRhδ+-(O-Zn) xサイトは,Rhの集積を防止する顕著な活動と安定性を示した.
- 現場FTIRでは,Rh再分散とアシル種の水素化に寄与するプロパナル転送脱吸収が速度制限ステップとして明らかになった.
結論:
- ゼオライトで固定されたRhδ+-(O-Zn) xサイトは,安定的かつ効率的な水酸化触媒の設計のための新しい戦略を提供します.
- Zn-O種は無機結合体として作用し,Rhを効果的に固定し,触媒の耐久性を高めます.
- この研究は,バイメタリックサイトでの水酸化機構の洞察を提供し,主要な中間物質と速度制限ステップを特定します.
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