Acid-Modulated Synthesis of Ti-MWW Zeolites with Rich Framework Ti Species for Efficient Epoxidation

钛硅分子筛是全硅分子筛的同晶取代衍生物，是指将过渡金属钛元素以原子的形式部分取代分子筛骨架上的硅原子，形成具有活化双氧水或有机过氧化物能力的一类杂原子分子筛。钛硅分子筛与双氧水或有机过氧化物组成的催化反应体系具有反应条件温和、转化率高、选择性好、环境友好等特点，在催化丙烯环氧化、环己酮氨肟化、丁酮氨肟化、苯酚羟基化合成精细或大宗含氧化学品上实现了工业化应用，有效地解决了传统生产方法存在的能耗高、选择性差和污染严重等问题，并促使分子筛的催化应用由酸催化领域向催化氧化领域拓展。在钛硅分子筛中，钛物种的主要存在形式有孤立的骨架钛物种和非骨架钛物种，其中，孤立的骨架钛物种对目标反应起到催化作用，非骨架钛物种不具有催化氧化性能，反而会加速双氧水无效分解成水和氧气，因此，实现对钛硅分子筛中钛物种的精准调控是钛硅分子筛的合成及其催化应用领域的热点和难点。近日，我所在酸性体系下构建了具有孤立骨架钛物种的Ti-MWW分子筛，并有效地抑制了非骨架钛物种的形成。结果表明，该方法合成的Ti-MWW分子筛含有特殊的Ti(OSi)₃OH活性中心，在正己烯环氧化反应中表现出优异的催化性能。此外，该研究工作为开发高效的选择性氧化钛硅分子筛催化剂提供了一种简便的合成方法。