Catálisis divisoria por la fase

En la química, la catálisis divisoria por la fase (PBC) es un tipo del sistema catalítico heterogéneo que facilita la reacción química de un componente químico particular en la fase inmiscible afectan un sitio activo catalítico localizado en el límite de la fase. El componente químico es soluble en una fase, pero insoluble en el otro. El catalizador para PBC se ha diseñado en que la parte externa del zeolite es hydrophobic, internamente es por lo general hydrophilic, no obstante a la naturaleza polar de algunos reactivos. En este sentido, el ambiente medio en este sistema está cerca de esa de una enzima. La diferencia principal entre este sistema y enzima es la flexibilidad del celosía. El celosía de zeolite es rígido, mientras que la enzima es flexible.

Diseño de catalizador divisorio por la fase

La figura 1 muestra la representación esquemática del diseño del sistema de límite de la fase catalítico (PBC) y su comparación con el sistema catalítico convencional. El PBC es útil principalmente para realizar la reacción en el interfaz de fase acuosa y fases substrate orgánicas. PBC es necesario porque el immiscibility de la fase acuosa y substrate orgánico. La catálisis del límite de la fase del nombre hace lo que dice; el catalizador sirve de un catalizador en la interfase entre las fases acuosas y orgánicas como mostrado en la Figura 1. El medio de reacción del sistema de la catálisis divisorio por la fase para la reacción catalítica de fases acuosas y orgánicas inmiscibles consiste en tres fases; una fase líquida orgánica, conteniendo la mayor parte de los substrate, una fase líquida acuosa que contiene la mayor parte de los substrate en fase acuosa y el catalizador sólido. Las dos fases líquidas son casi completamente insolubles el uno en el otro.

En caso del sistema catalítico convencional (ver la Figura 1);

1. transferencia de fase acuosa de fase orgánica a la superficie externa

de catalizador sólido;

2. transferencia de fase acuosa dentro del volumen del poro de catalizador sólido;

3. transferencia del substrate de fase acuosa a la interfase entre fases acuosas y orgánicas;

4. transferencia del substrate de la interfase a la fase acuosa;

5. la mezcla y difusión del substrate en la fase acuosa;

6. transferencia del substrate de la fase acuosa a externo

superficie de catalizador sólido;

7. transferencia del substrate dentro del volumen del poro del catalizador sólido; y

8. reacción catalítica (adsorción, reacción química y desorption).

Se relató que sin el incentivo vigoroso, ninguna reactividad del catalizador se observó en el sistema catalítico convencional. Como propuesto en la Figura 2, está claro que el incentivo y transferencia de masa del orgánico a la fase acuosa y viceversa se requiere para el sistema catalítico convencional. En el PBC (la Figura 2), el incentivo no se requiere porque la transferencia de masa no es el paso de determinación del precio en este sistema catalítico. Se demuestra ya que este sistema trabaja para alkene epoxidation sin moverse o la adición de un co-solvente para conducir la transferencia de la fase líquida y líquida. El sitio activo localizado en la superficie externa de la partícula zeolite era dominantemente eficaz para el límite de la fase observado el sistema catalítico.

Proceso de síntesis

Zeolite modificado en el cual la superficie externa fue en parte cubierta de alkylsilane, llamado el catalizador divisorio por la fase estuvo preparado en dos pasos (la Figura 3). En primer lugar, el dióxido del titanio de titaniumisopropoxide se impregnó en NaY zeolite polvo para dar a muestra W-Ti-NaY. En el segundo paso, alkysilane de n-octadecyltrichlorosilane (el OTS) se impregnó en el polvo W-Ti-NaY que contiene el agua. Debido al hydrophilicity de la superficie de w-Ti-NaY, la adición de una pequeña cantidad del agua llevó a la agregación debido a la fuerza capilar del agua entre partículas. En estas condiciones, se espera que sólo la superficie externa de conjuntos, en el contacto con la fase orgánica se puede modificar con OTS, y en efecto las casi todas las partículas se localizaron en el límite de la fase cuando añadido a un solvente acuático y orgánico inmiscible (W/O) mezcla. La muestra en parte modificada se denota w/o-Ti-NaY. Ti-NaY totalmente modificado (o-Ti-NaY), preparado sin la adición del agua en el susodicho segundo paso, fácilmente se suspende en un solvente orgánico como esperado.



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