Айше ЖУРНАЛ Выделите: Используя разнообразии цеолитных катализаторов
Последнее десятилетие принесло важные прогресс в нашем понимании каталитических реакций в цеолите материалов. Во многих случаях, мы знаем с уверенностью химических связей, которые формируют и разрыв в качестве реагентов превращаются в продукты, пишет Рауль Лобо, профессор химической инженерии в Univ. Делавэр, в июне Перспектива Журнал Айше, "Химического Разнообразия цеолита каталитических центров". Этот прогресс отражает прогресс в спектроскопических методов, широко используются на местах методов описания, изощренное использование компьютерной химии, а также огромный успех в синтезе и изучения свойств новых материалов. Возможность выяснить в молекулярной подробно структуру каталитического центра и его окрестностей могут быть использованы для понимания активности и селективности, которые Лобо иллюстрирует через несколько примеров.
Цеолиты являются наиболее важными твердых кислот, используемых в химической промышленности - крекинг нефти для производства около 40% бензина используется во всем мире. Цеолитов, содержащих Бренстеду сайтов кислоты состоят из гидроксида группы мостовом между кремния и алюминия атома: Si-OH-A1. 3 связи в преодоление атома кислорода являются относительно слабыми с атомом кислорода формально имеет порядок связи 2. В частности, слабая связь OH позволяет пожертвование протона Н адсорбируются молекулы.
Есть три возможных результатов взаимодействия адсорбированной молекулы с Бренстеду сайте кислоты цеолита в:
* Формирование комплекса водородной связи между адсорбированной молекулой и протона кислоты сайте
* Полное пожертвование протона адсорбированной молекулы и разделения зарядов, с отрицательным зарядом на [A1O югу ^ ^ 4] ^ SUP - ^ тетраэдра и катионных адсорбированных
* Формирование поверхности видов ковалентно связаны (через атом кислорода рамки) для цеолита.
Важно знать, какой тип взаимодействия является доминирующей, так как это во многом определяет химии, которые последуют.
Гидроксильных гнездо точечных дефектов образуются в цеолита, когда атом кремния удаляется из базы, оставляя на своем месте группа из четырех силанольных групп, а также сеть водородных связей. Эти гнезда имеют гидроксильные умеренная кислотность и способных содействовать перестройке Beckmann циклогексанона оксимных. Механизм этой реакции в настоящее время выяснены и формирование карбениевых ионно-XIII видов, как было подтверждено.
Одним из насущных вопросов сегодняшнего гетерогенного катализа является разработка эффективного удаления твердых кислот Льюиса, который может заменить для обычных кислот Льюиса. Обычных кислот Льюиса страдает от ряда недостатков, в том числе необходимость почти стехиометрического количества кислоты Льюиса, необходимо для полного разложения кислоты Льюиса после реакции восстановления продукта, а также необходимость применения специальных растворителей. Прогресс в последнее время было сделано включение изолированного четырехвалентных атомов металла (Ti ^ югу IV ^ ^ Sn ^ SUP IV и Zr ^ ^ SUP IV в кремнистых цеолита структуры, а также новые сообщения указывают, что эти материалы действительно могут быть использованы для различных Льюис-кислотно-катализируемых реакций.
Карбид наночастицы могут, в принципе, должны быть готовы и во многих других, а также цеолиты. Существует много возможностей для дальнейшего изучения формирования, стабильности и каталитическая активность карбидов металлов наночастиц в цеолитах. ZSM-5 цеолита (на фото) была изучена довольно подробно, но и другие интересные цеолита поддерживает, например, бета-версия, не были призывников на любой глубине. В частности, карбидов вольфрама следует уделять больше внимания, поскольку эти карбиды более термически устойчивы, чем их коллеги молибдена и катализатором подобных реакций. Более высокие температуры необходимы для увеличения преобразования в более развитых в промышленном привлекательных значений,
Хотя катализа с классической Бренстеду сайте кислоты цеолитов в настоящее время пожилые области, катализ с другими типами сайтов остается в значительной степени неизученными. Даже с бренстедовские кислотные центры, наши лучшего понимания механизмов реакций эти материалы могут предложить новые температуры и давления окна, новые (и старые) реакции мог быть запущен успешно.
Различных каталитических центров значительно увеличивает число реакций, которые могут быть катализируемой цеолитовых материалов. В самом деле, можно сказать, что более новые химии был обнаружен разработке новых каталитических центров в цеолитах, чем открытие новых структур цеолита.
Наконец, ясно, что квантово-химические расчеты играют важную роль в развитии наших представлений о молекулярных механизмах цеолита катализируемой реакции. Совершенствование методологии, используемой для расчета и быстрое увеличение располагаемой мощности компьютера показывают, что воздействие вычислительной химии быстро ускорить во всех аспектах цеолита катализа.
