โพรพิลีนออกไซด์เป็นสินค้าสำคัญในอุตสาหกรรมเคมีที่ใช้ในการผลิตพลาสติก, สารป้องกันการแข็งตัวและน้ำมันไฮดรอลิก การผลิตโพรพิลีนออกไซด์ประจำปีเกิน 11 ล้านตันซึ่งมากกว่า 1 ล้านตันถูกสร้างขึ้นโดยการออกซิเดชั่นด้วยไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (H2O2) ปฏิกิริยาเคมีนี้ถูกเร่งปฏิกิริยาโดยไทเทเนียมซิลิเกต -1 (TS-1) ไทเทเนียมซิลิเกต -1 เป็นวัสดุผลึกที่มีรูพรุนซึ่งประกอบด้วยซิลิกอนไดออกไซด์และมีอะตอมไทเทเนียมจำนวนเล็กน้อย (ประมาณ 1 ถึง 4 อะตอมไทเทเนียมต่ออะตอมซิลิกอน 100 อะตอม) น้ำเป็นผลพลอยได้เพียงอย่างเดียว แม้ว่ากระบวนการเร่งปฏิกิริยานี้จะถูกนำไปใช้อย่างประสบความสำเร็จตั้งแต่ TS-1 ได้รับการพัฒนาเกือบ 40 ปีที่ผ่านมา แต่กลไกการเร่งปฏิกิริยาที่เฉพาะเจาะจงก็ยังไม่ชัดเจน อย่างไรก็ตามฉันทามติของชุมชนการวิจัยทางเคมีคือไซต์ที่ใช้งานอยู่ใน TS-1 จะต้องเป็นอะตอมไทเทเนียมที่แยกได้ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการเกิดปฏิกิริยาที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวเร่งปฏิกิริยา
ทีมวิจัยจาก ETH Zurich, University of Cologne, Fritz-Haber-Institute ในกรุงเบอร์ลินและ BASF ถามสมมติฐานนี้ ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature นักวิจัยสามารถแสดงให้เห็นว่าในกระบวนการเร่งปฏิกิริยาอะตอมไทเทเนียมสองตัวเปิดใช้งาน H2O2 ซึ่งบ่งชี้ว่าอะตอมไทเทเนียมนั้นไม่ได้แยก แต่มีผลเสริมฤทธิ์กัน
ตามสเปกตรัมเรโซแนนซ์นิวเคลียร์ของโซลิดสเตต 17o นักวิจัยแสดงให้เห็นว่าในกระบวนการออกซิเดชั่นกับ H2O2 มันจะก่อตัวเป็นเปอร์ออกไซด์กลางด้วยอะตอมไทเทเนียมสองอะตอม จากการสร้างแบบจำลองการคำนวณผู้เขียนยังแสดงให้เห็นว่าไซต์ dinuclear เหล่านี้สามารถส่งเสริมการเกิดออกซิเดชันของโพรพิลีนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ที่น่าสนใจคือโหมดการเร่งปฏิกิริยาของไซต์บินินิวเคลียร์นี้คล้ายกับกลไกการเกิดปฏิกิริยาที่ครบกำหนดของ peracid ซึ่งเป็นรีเอเจนต์ที่เก่าแก่ที่สุดและสำคัญที่สุดสำหรับการเกิดออกซิเดชันของโอเลฟิน การศึกษายังแสดงให้เห็นว่าไซต์ dinuclear นั้นมีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในโพรพิลีน epoxidation และการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่ดีขึ้นควรได้รับการพิจารณา
“ วิธีการที่เราใช้ในการศึกษานี้ไม่ใช่วิธีการใหม่ ๆ อย่างไรก็ตามมีหลายสิ่งหลายอย่างที่ต้องเกิดขึ้นพร้อมกันเพื่อให้การศึกษานี้ดำเนินการ” Christophe Copéretผู้เขียนสิ่งพิมพ์ที่เกี่ยวข้องกล่าว "ห้องปฏิบัติการของเราเพิ่งมีการพัฒนาวิธีการสังเคราะห์ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่อุดมด้วย 17o เป็นหนึ่งในกุญแจสู่งานล่าสุดของเรานอกจากนี้ทีมวิจัยของเรายังได้รับประสบการณ์มากมาย ทำให้เราสามารถดำเนินการวิจัยนี้ได้นอกจากนี้ดร. เฮนริคเทลส์แห่ง BASF ยังเป็นผู้เขียนร่วมของการศึกษานี้เขาเน้นว่า: "ถ้าคุณพยายามเพิ่มประสิทธิภาพตัวเร่งปฏิกิริยาบนพื้นฐานของสมมติฐานที่ผิดพลาดมันเป็นเรื่องยากมากและอาจนำไปสู่ คุณไปในทิศทางที่ผิดอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะศึกษาสมมติฐานนี้อย่างรอบคอบมากขึ้น "
"เราได้ทำงานเพื่ออธิบายกลไกการเกิดปฏิกิริยาของตัวเร่งปฏิกิริยาไทเทเนียมที่เป็นเนื้อเดียวกันเป็นเวลาหลายปีและได้ค้นพบความขัดแย้งกับสมมติฐานในวรรณคดี-ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่เปิดใช้งานโดยคู่ไทเทเนียม : "เราเห็นในการศึกษาปัจจุบันว่าผลลัพธ์ของการเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันยังใช้กับการเร่งปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน นี่เป็นช่วงเวลาพิเศษจริงๆ "ดร. โธมัสลันเคนเบนผู้เขียนร่วมจากสถาบันฟริตซ์ฮาเบอร์ในกรุงเบอร์ลินกล่าวเสริมว่า:" เรามีความสุขมากที่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัยนี้และยืนยันข้อสรุปเหล่านี้ผ่านการวิเคราะห์ของเรา การวิจัยนี้มีความสำคัญพื้นฐานต่อความเข้าใจของศูนย์ที่ใช้งานสองอะตอมและเปิดโอกาสใหม่สำหรับการวิจัยตัวเร่งปฏิกิริยา "
การพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยามักจะเป็นกล่องดำซึ่งอาศัยการทดลองจำนวนมากการคัดกรองและโชคขนาดใหญ่ การทำความเข้าใจโครงสร้างของไซต์ที่ใช้งานที่จำเป็นนั้นมีความสำคัญต่อการพัฒนาอย่างมีเหตุผลของตัวเร่งปฏิกิริยา เป็นเรื่องน่าประหลาดใจมากที่จะชี้แจงกลไกการเกิดปฏิกิริยาของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ต่างกัน TS-1 ซึ่งให้การตรัสรู้ใหม่สำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาอายุ 40 ปีนี้ซึ่งจะช่วยปรับปรุงและพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกัน
รองเท้าเพียงอย่างเดียว, รองเท้า, โพลียูรีเทน, ถ้วย, TPU, หนัง, หมึก, โพลีเอสเตอร์โพลีออล