在當(dāng)今化工行業(yè)追求綠色、高效發(fā)展的大背景下，一種名為TS-1鈦硅分子篩的新型催化材料正引起產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。這種具有獨(dú)特MFI拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的晶體材料，憑借其優(yōu)異的擇形催化能力和氧化催化特性，正成為化工行業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型的“芯片”。

        隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)在TS-1鈦硅分子篩研發(fā)領(lǐng)域的持續(xù)突破，這項(xiàng)曾經(jīng)依賴進(jìn)口的技術(shù)正不斷打破國(guó)外壟斷，為中國(guó)化工行業(yè)注入新的活力。

        1.生產(chǎn)工藝，從復(fù)雜到簡(jiǎn)潔的進(jìn)化

        TS-1鈦硅分子篩的生產(chǎn)工藝經(jīng)歷了從傳統(tǒng)復(fù)雜工藝向現(xiàn)代高效方法的演進(jìn)。據(jù)南京工業(yè)大學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)移中心介紹，傳統(tǒng)工業(yè)TS-1分子篩合成方法存在諸多局限性。

        傳統(tǒng)方法以四丙基氫氧化銨（TPAOH）為模板劑，使正硅酸乙酯（TEOS）和鈦酸酯相繼水解，先經(jīng)水熱合成得到初產(chǎn)品，再對(duì)其進(jìn)行多次水熱后處理，制得高活性的TS-1分子篩。然而這一生產(chǎn)過程繁瑣，有些步驟難以控制，使得TS-1分子篩的性能不穩(wěn)定，也增加了其生產(chǎn)成本。

        針對(duì)這些問題，新一代生產(chǎn)工藝不斷涌現(xiàn)。南京工業(yè)大學(xué)開發(fā)的干膠法制備TS-1分子篩技術(shù)，使用昂貴的TPAOH模板劑的使用量?jī)H為水熱法的1/3至1/4。該技術(shù)還避免了現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)TS-1分子篩繁雜的后處理過程，且單位時(shí)間的生產(chǎn)效率有很大的提高，大大降低了生產(chǎn)成本。

        2.性能優(yōu)化，從基礎(chǔ)到高效的提升

        TS-1鈦硅分子篩是一種含鈦的微孔分子篩，其骨架中部分硅原子被鈦原子取代，化學(xué)式可表示為 Ti?Si???O?（x 通常為 0.01~0.02）。其晶體呈白色粉末狀，孔徑約0.55納米，比表面積達(dá)350~400m²/g，熱穩(wěn)定性良好，可在550℃以下穩(wěn)定存在。近年來，研究人員通過多種方法對(duì)TS-1分子篩的性能進(jìn)行優(yōu)化。多氟多新材料股份有限公司開發(fā)的一種鈦硅分子篩TS-1的改性方法，解決了鈦硅分子篩TS-1結(jié)構(gòu)易于破碎坍塌、鈦源流失、催化使用壽命短的問題。

        該方法使TS-1使用周期從5次催化效率降低到80%以下，提升到了15次催化后依舊保持有85%以上的催化效率。

        3.應(yīng)用領(lǐng)域，從化工到環(huán)保的拓展

        TS-1鈦硅分子篩兼具分子篩的擇形催化性與鈦活性中心的氧化催化能力，在溫和條件下能活化過氧化氫，對(duì)烯烴環(huán)氧化、芳烴羥基化等反應(yīng)展現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性和選擇性。

        3.1化工生產(chǎn)
        在化工領(lǐng)域，TS-1鈦硅分子篩已成為環(huán)己酮氨肟化制己內(nèi)酰胺、丙烯直接氧化制環(huán)氧丙烷等現(xiàn)代清潔化學(xué)工業(yè)中最關(guān)鍵的催化劑技術(shù)。鄭州大學(xué)工業(yè)催化研究所開發(fā)的“高性能多級(jí)孔鈦硅分子篩催化劑工業(yè)化制備技術(shù)”使用簡(jiǎn)單的設(shè)備，在較低的溫度、較低的壓力條件下，使廉價(jià)鈦源和硅源在一定的工藝下發(fā)生自組裝。短時(shí)間反應(yīng)即可合成骨架由氧化鈦和氧化硅組成的高度結(jié)晶的多級(jí)孔MFI結(jié)構(gòu)鈦硅氧化物。

        3.2環(huán)保領(lǐng)域

        在環(huán)保領(lǐng)域，TS-1鈦硅分子篩在污水處理方面展現(xiàn)出巨大潛力。隨著全球船用燃料油硫含量限制降至0.05wt%，開發(fā)高效氧化脫硫技術(shù)成為能源領(lǐng)域迫切需求。鈦硅分子篩TS-1因其獨(dú)特的Lewis酸性位點(diǎn)和擇形催化特性，在氧化脫硫反應(yīng)中展現(xiàn)出巨大潛力。

        3.3新材料合成
         在新材料合成方面，TS-1鈦硅分子篩也發(fā)揮著重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，鈦硅分子篩TS-1對(duì)于以雙氧水為氧化劑的許多低溫有機(jī)反應(yīng)，如烯烴環(huán)氧化、醇類氧化為醛或酮等都表現(xiàn)出較高性能。

        催化劑被譽(yù)為工業(yè)生產(chǎn)的“芯片”，一瓶微小的粉末，與90%的工業(yè)生產(chǎn)過程緊密相連。隨著中國(guó)企業(yè)在TS-1鈦硅分子篩領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新與突破，這項(xiàng)曾經(jīng)被國(guó)外壟斷的技術(shù)正在中國(guó)化工行業(yè)實(shí)現(xiàn)從追趕到引領(lǐng)的跨越。

        TS-1鈦硅分子篩技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化突破，不僅打破了國(guó)外技術(shù)壟斷，更推動(dòng)了整個(gè)化工行業(yè)向綠色、高效、可持續(xù)方向發(fā)展，為中國(guó)綠色化工事業(yè)注入新的動(dòng)力。