Innovation
Eines der Hauptinteressengebiete für die Abteilung Forschung und Entwicklung (R&D) von Kisuma Chemicals ist die Verwendung von Hydrotalciten und anderen geschichteten Doppelhydroxiden (LDH), einschließlich nicht magnesiumhaltiger Materialien, in der Katalyse.
Der Antrieb in Wissenschaft und Industrie, geschichtete Materialien vom Typ Doppelhydroxid (LDH) in Katalysatorsystemen einzusetzen, ist neben ihrer Reaktivität dreifach. Im Allgemeinen sind LDHs umweltfreundlicher als alternative Katalysatorsysteme (Schwermetalle) und möglicherweise billiger. Der letzte Grund ist, dass LDHs heterogene Katalysatoren sind, was die Leichtigkeit der Katalysatortrennung nach der Reaktion erheblich verbessert. Manchmal ist diese Heterogenität auch Ursache für signifikante Erhöhungen der Reaktionsgeschwindigkeit aufgrund der enzymartigen Voradsorption von Substraten an der Katalysatoroberfläche.Hydrotalcite können als solche verwendet werden oder sie können zu Mischoxiden calciniert werden, die nützliche Katalysatoren sind. Die Materialien werden hauptsächlich wegen ihrer basischen Eigenschaften oder als Redoxkatalysatoren eingesetzt. Darüber hinaus können Hydrotalcite in uncalcinierter Form als Katalysatorträger verwendet werden, was diesen Materialien ein noch breiteres Spektrum an Aktivitäten und Selektivitäten verleiht.
HTs haben Anionenaustauschkapazität. Ein zweites Merkmal von HTs ist, dass sie sich wie feste Basen verhalten. Während für das hydratisierte Material die aktiven Basenstellen hauptsächlich strukturelle Hydroxylanionen sind, sind starke Lewis-basische O 2 -Mn + -Paare in vollständig wasserfreien calcinierten Materialien vorhanden. Die Basizität wird durch das Kalzinierungsverfahren, typischerweise bei 400-500 ° C, und durch strukturelle und kompositorische Parameter beeinflusst. Kationen wie Zn oder Ni ergeben eine geringere Basizität als Mg; auch werden aus Cl- oder SO 42-Vorstufen weniger basische Katalysatoren erhalten als aus CO 3 2- oder OH-haltigen Materialien. Die Basizität hängt auch vom Mg / Al-Verhältnis ab. Es wurde berichtet, dass die Gesamtzahl der basischen Stellen durch Verringern des Mg / Al-Verhältnisses zunimmt, der Anteil der starken basischen Stellen jedoch abnimmt. Die Korrelation der HT-Basiseigenschaften mit dem Mg/Al-Verhältnis ist jedoch nicht immer einfach.
Wie bereits erwähnt, sind nicht alle LDHs für alle Reaktionstypen geeignet. Im Großen und Ganzen gibt es drei Arten von Katalysatorsystemen, für die LDHs verwendet werden können:
– Redoxkatalysator: Es wurde berichtet, dass verschiedene LDHs als Oxidations- oder Reduktionskatalysatoren aktiv sind. Diese Typen sind im Allgemeinen Typen, die Kupfer oder ein Schwermetall enthalten.
– Säure / Base-Katalysator: Die einzigartige Struktur des Mg / Al-HTs ermöglicht eine hoch abstimmbare Struktur mit sauren und basischen Eigenschaften. Diese Bifunktionalität ermöglicht die Verwendung dieser Materialien als Katalysatoren für verschiedene organische Umwandlungen.
– Katalysatorträger: LDHs verschiedener Typen, wobei die Mehrheit Mg / Al-Typen sind, wurden als Träger für katalytische Spezies wie Übergangsmetalle, Alkalimetalle und sogar verschiedene Anionen gemeldet.
Ein kurzer Blick auf die Suchergebnisse bei der Suche nach „Hydrotalcit UND Katalysator“ offenbart eine Fülle von Anwendungen für unterschiedlichste und oft sehr spezifische Prozesse. Oft werden bestimmte Arten von Hydrotalciten als für einen jeweiligen Prozess am besten geeignet beschrieben. Kisuma Chemicals hat eine Reihe von Materialien mit interessanten Eigenschaften entwickelt. Wir sind sehr daran interessiert, Kooperationen mit Partnern aufzunehmen, die katalytische Systeme auf Basis von (kundenspezifischen) Hydrotalciten entwickeln möchten.
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