Abstrak
Studi ini bertujuan untuk mengeksplorasi bagaimana moderator selektivitas-aktivitas fosfor berinteraksi dengan situs aktif pada katalis vanadil pirofosfat industri untuk oksidasi n-butana menjadi maleat anhidrida. Menggabungkan eksperimen doping asam fosfat, uji kinerja katalitik dan teknik spektroskopi, situs aktif dapat diidentifikasi yang terdiri dari pusat asam Lewis V4+ tak jenuh koordinatif di dekat gugus P-OH asam Brønsted yang dihubungkan oleh ikatan penghubung VOP. Anion dihidrogen fosfat diidentifikasi sebagai spesies pemblokiran situs yang sebenarnya. Pemblokiran tidak mengubah sifat kimia situs aktif. Uji kinerja katalitik berkorelasi dengan hasil spektroskopi, menunjukkan hubungan langsung antara struktur situs aktif yang diusulkan dan perilaku katalitik. Disarankan bahwa situs aktif ini ada di lapisan permukaan amorf yang dilaporkan yang dibentuk oleh spesies VOPO4 pada vanadil pirofosfat seperti yang diusulkan dalam literatur. Dari data yang diperoleh, estimasi menunjukkan bahwa hanya sekitar 11% permukaan katalis yang aktif secara katalitik, sehingga saran situs aktif sebelumnya berdasarkan pertimbangan kristalografi vanadyl pirofosfat tidak mungkin. Pada muatan fosfor yang tinggi, fase β-VO(PO4)2 terbentuk dengan aktivitas intrinsik yang meningkat tetapi selektivitas yang lebih rendah terhadap maleat anhidrida. Temuan ini berkontribusi pada pemahaman yang lebih komprehensif tentang fungsionalitas katalis maleat anhidrida dan mungkin menawarkan jalur potensial untuk pengoptimalan katalis lebih lanjut.