메탄올-올레핀 공정에서 C–C 결합 형성의 진화: 직접 결합에서 자가촉매로

메탄올-올레핀(MTO) 공정의 유도 기간 동안 메탄올 전환이 고체 상태 핵자기 공명(ssNMR), 분산 반사 적외선 푸리에 변환 분광법(DRIFTS), 기체 크로마토그래피-질량 분광법(GC-MS), 및 비행 시간 질량 분광법(TOF-MS)을 사용하여 HSAPO-34 분자체에서 조사되었다. 이차원(2D) 13C–13C MAS NMR 스펙트럼은 표면 메톡시 종(SMS)와 디메틸 에테르(DME)/메탄올 간의 상관관계가 온도 상승으로 인해 강화됨을 보여 주었으며, 이는 C–C 결합이 SMS와 표면에 흡착된 C1 반응물의 직접 결합을 통해 형성될 수 있음을 지지한다. 표면 종의 진화는 인 situ ssNMR과 인 situ DRIFTS의 도움을 받아 지속적으로 모니터링되었다. SMS 소비와 함께 알켄일 또는/및 페닐 카르복션이 형성되어 메탄올 전환을 위한 연속적인 중간체로 축적되었다. 이러한 직접 관찰을 바탕으로, 우리는 첫 번째 C–C 결합이 SMS 매개 DME/메탄올 활성화에서 발생하며, 알켄일/페닐 카르복션이 SMS를 대체하고 MTO 공정의 자가촉매 단계에서 메탄올을 효율적으로 전환할 수 있다고 제안한다.