ジフェニルエーテルのヒドロデオキシゲーションのためのPt/CNT触媒の酸性度のチューニング

Summary

HNbWO 6、HNbMoO 6、HTaWO₆固体酸ナノシート修飾Pt/CNTの合成のためのプロトコルが提示される。

Abstract

本明細書では、HNbWO 6、HNbMoO 6、HTaWO₆固体酸ナノシート修飾Pt/CNTの合成方法を提示する。様々な固体酸ナノシートの重量を変化させることにより、異なる固体酸組成物を持つ一連のPt/xHMNO₆/CNT(x = 5、20重量%;M = Nb, Ta;N=Mo、W)は、カーボンナノチューブ前処理、プロトニック交換、固体酸剥離、凝集および最終的にPt粒子含浸によって調製された。Pt/xHMNO₆/CNTはX線回折、走査型電子顕微鏡、透過電子顕微鏡およびNH 3-温度プログラムされた脱離によって特徴付けされる。今回の研究では、HNbWO₆ナノシートがCNTに取り付けられ、ナノシートの一部の縁が形で曲がっていることを明らかにした。サポートされるPt触媒の酸強度は、次の順序で増加します: Pt/CNTs < Pt/5HNbWO₆/CNTs < Pt/20HNbMoO₆/CNTs < Pt/20HNbwo₆/lt; Pt/20HTaWO₆/CNTs 6 /CNTs 6 /CNTs 6 /CNT.また、リグニン由来モデル化合物の触媒ハイドロコンバージョン:合成Pt/20HNbWO6触媒を用いたジフェニルエーテルが検討されている。

Introduction

化学物質の製造のための多くの工業プロセスは、水性無機酸の使用を伴います。典型的な例の1つは、シクロヘキサンを生成するシクロヘキサンの水和のための従来のH2 SO4プロセスである。このプロセスには、シクロヘキサンが有機相にあり、シクロヘキサノール産物が酸性水性相にあるため、単純な蒸留による分離プロセスが困難な二相系が含まれます。分離および回収の困難とは別に、無機酸も非常に毒性が高く、機器に腐食性があります。時には、無機酸の使用は、製品の収率を低下させ、避けなければならない副産物を生成します。例えば、H2 SO4を用いて1,3-シクロヘキサニエンを生成する2-シクロヘキセン-1-olの脱水は、副産物1の重合につながります。したがって、多くの工業プロセスは固体酸触媒を使用する方向にシフトします。上記の問題を解決し、HZSM-5やアンバリースト-15の使用など、製品の収率を最大化するために、様々な耐水性固体酸が使用されます。高シリカHZSM-5ゼオライトの使用は、ベンゼン2からのシクロヘキサノールの産生におけるH2 SO4を置き換えることが示されている。ゼオライトは中性水相に存在するため、製品は有機相のみに行き、分離プロセスを簡素化します。しかしながら、ルイス酸部位への水分子のルイス酸塩基付加体形成により、ゼオリテ....

Protocol

注意:本書に記載されている化学物質の適切な取り扱い方法、特性および毒性については、関連する材料安全データシート(MSDS)を参照してください。使用される化学物質の一部は有毒であり、発癌性であり、特別な注意が必要です。ナノ材料は、潜在的に安全上の危険や健康への影響を引き起こす可能性があります。吸入と皮膚接触は避けるべきです。ヒュームフードで触媒合成を行うなど、安全上の注意を払う必要があり、オートクレーブ反応器による触媒性能評価を行う。個人用保護具は着用する必要があります。

1. CNTの前処理¹³

1. 100mLビーカーに1.0gのCNTを50mLの硝酸に浸します。
2. 溶液を25°Cで1.5時間超音波処理し、表面不純物を除去し、触媒の固定効果を高めます。
3. 溶液を100mLの丸底フラスコに移します。
4. 硝酸の混合物で溶液を還流 (65%)硫酸 (98%)一晩60°Cで。音量比を 3:1 に設定します。これにより、CNT に表面欠陥が発生します。
5. 溶液を濾過し、固体の多壁カーボンナノチューブを得る。脱イオン水で固体を洗います。
6. 固体を80°Cで14時間乾燥させます。

2. HNbWO₆固体酸ナノ^{シート15....}

Results

X線回折パターン(XRD)は、前駆体LiNbWO₆および対応するプロトン交換触媒試料HNbWO6について研究され、位相を決定した(図1および図2)。NH3-温度プログラム脱着(NH3-TPD)を用いた触媒試料の表面酸性度を調べた(図3)。X線顕微鏡解析と透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた走査型電子顕微鏡(SEM)を記録し、形態を調べた(図4および図5)。また、調製した触媒に対する比表面積測定も記録した(表1)。

前駆体LiNbWO₆および対応するプロトン交換触媒試料HNbWO₆

Discussion

硝酸によるCNTの前処理は、比表面積(S BET)を有意に増加させる。生CNTは、処理後に103m2/gの特定の表面積を持ち、表面積を134m2/gに増加させた。従って、このような前処理は、CNT表面に欠陥を作成し、固体酸修飾および白金粒子含浸後の触媒上の特定の表面積にプラスの効果を有するであろう。ナノシートの取り込み後は表面積が減少するので、最終的な触媒の表面積を最大化するためには非常に重要です。これは、ナノシートの取り込みと金属含浸の後、表面の細孔の一部がナノシートや金属ナノ粒子によって遮断され、全体的な表面積と総細孔容積の減少につながるためです。このような現象は、Ma et al.¹²によって既に報告されています。HNbWO₆ナノシートの量が5重量%から20重量%に増加した場合、得られたPt/HNbWO₆/CNTsのS_BETは117m²/gから107m²/gに減少した。Pt/20HTaWO₆

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
カーボンナノチューブ(多層)	シグマアルドリッチ	724769
硝酸(65%)	シグマアルドリッチ	<ストロング>V000191硫酸
(98%)	メルク	100748
炭酸リチウム(>99%)	アラジン	L196236
五酸化ニオブ(99.95%)	アラジン	N108413
三酸化タングステン(99.8%)	アラジン	T103857
三酸化モリブデン(99.5%)	アラジン	M104355
酸化タンタル(99.5%)	アラジン	T104746
クロロプラチン酸六水和物、≥37.50%Ptベース	シグマアルドリッチ	206083
テトラ(n-ブチルアンモニウム)水酸化物30水和	物アラジン	D117227
ジフェニルエーテル、98%	アラジン	D110644
2-ブロモアセトフェノン、98%	アラジン	B103328
ジエチルエーテル、99.5%	シノファーム	10009318
n-デカン、98%	アラジン
n-ドデカン、99%	アラジン	D119697
オートクレーブ反応器			CJF-0.05—0.1L (大連通達機器技術開発有限公司)
管状炉			SK2-1-10/12 (洛陽華洲高電気ストーブ有限公司)