TWI594951B - Preparation and Application of Titanium Oxide - containing Materials - Google Patents

Description

含鈦氧化矽材料的製備方法及應用

本發明係有關於含鈦氧化矽材料的製備方法及應用，特別是有關於一種適用於以二氧化矽作為載體，且無須使用模板合成含鈦氧化矽材料的方法，以及將此含鈦氧化矽材料作為觸媒，用以使烯烴類化合物（olefin）經由直接氧化反應生產環氧化物。

含鈦氧化矽材料往往具有高表面積之孔洞結構，可以作為優良的吸附劑、觸媒或觸媒載體。目前最普遍地，含鈦氧化矽材料的合成是通過使用界面活性劑作為模板劑，並配合水熱反應法所製備而得，其中最著名的例子是利用帶正電性之四級銨鹽界面活性劑當作模板；例如，美國專利號US 7018950、US 688782和US 6512128均揭露有關含鈦氧化矽觸媒的製備方法，其步驟主要是將矽源、鈦源和作為模板的四級銨離子於溶劑中進行混合並攪拌，由此得到含有觸媒成分和模板的固體，之後，再通過溶劑萃取方式，從所獲得的固體中除去模板，從而製得一種具有特定孔徑、特定孔徑分佈及特定容量比的含鈦氧化矽觸媒。

在製備過程中，模板劑會在水溶液中形成微胞，而所添加之矽化合物將會圍繞著微胞聚集並於其上形成氧化矽基材，此模板劑(即界面活性劑)往往是經由高溫煅燒來將其移除，並進而創造出具有和模板劑之大小及形狀相類似之孔洞結構材料。此製備過程的好處是所合成之材料其孔隙體積可經由模板劑之分子大小來進行調控，而其孔洞大小則可經由模板劑之微胞大小來進行調控。然而，使用模板劑可能會產生毒性，而造成環境污染的問題。

另一種廣泛用於含鈦氧化矽材料的製備方法為溶膠凝膠法；例如，中國專利CN 103861574揭露一種鈦矽複合氧化物的製備方法，以無機的鈦源、矽源作為原料，並加入一定的模板劑，採用溶膠凝膠法，經過中和、老化、洗滌、焙燒等步驟得到鈦矽複合氧化物。又例如，美國專利號US 6,881,697揭露一種含鈦氧化矽觸媒的製備方法，該方法包含使矽化合物和烷氧基鈦化合物在水和/或醇溶劑中凝膠化，然後用一種超臨界流體通過抽出除去所得凝膠中的溶劑。矽化合物和烷氧基鈦化合物在水和/或醇溶劑中進行凝膠化的方法，可以通過於溶解了矽化合物和鈦化合物的水和/或醇溶液中加入通常作為促進劑的酸或鹼，使矽化合物和鈦化合物進行水解和縮合反應，從而得到含有矽-碳-矽鍵、矽-氧-矽鍵和矽-氧-鈦鍵的高分子縮合物凝膠。不論是否使用模板劑，採用溶膠凝膠法的製備過程較為複雜，對於含鈦氧化矽材料的顆粒形貌及粒度會較難控制，而影響其催化活性。

為了克服上述先前技術之各種缺失，本發明之申請人係為此特別開發一種含鈦氧化矽材料的製備方法及應用，除了不使用模板劑，而得以簡化製程、節省成本，同時，由此所製備的含鈦氧化矽材料能夠在環氧化反應中具有高的催化活性。

本發明的主要目的在於提供一種含鈦氧化矽材料的製備方法及應用，是利用非晶相的二氧化矽、鈦源以及溶劑相互混合反應後，經由過濾、乾燥後，即可在無須使用模板的條件下，得到具有高催化活性的含鈦氧化矽材料，進一步可作為觸媒催化烯烴類化合物進行環氧化反應，以產生環氧化物。

為達上述之目的，本發明提供一種含鈦氧化矽材料的製備方法，利用非晶相（amorphous）的二氧化矽、鈦源及溶劑相互混合為一混合溶液，再將此混合溶液置於20-100℃的溫度下，持續反應0.5-3小時，然後，進行固液分離，最後，將經由固液分離所得的固體進行乾燥，即可得到含鈦氧化矽材料；此含鈦氧化矽材料在無水狀態下具有化學式（I）： xTiO ₂(1-x)SiO ₂（I） 其中，x為0.002-0.2。

前述方法中之非晶相的二氧化矽，其通式為SiO ₂，例如，二氧化矽可選自燻矽、白煙、二氧化矽凝膠或二氧化矽溶膠；鈦源可源自鈦酸酯或無機鈦源；溶劑可為醇類化合物，而醇類溶劑之醇是指包括具1-10個碳之醇類，例如，甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇或第三丁醇。

另外，本發明也提供一種環氧化物的製備方法，其步驟是先提供前述方法所製得之含鈦氧化矽材料作為觸媒，使烯烴類化合物及氧化物進行反應，俾形成環氧化物。

並且，在進行催化反應前可以利用煅燒（calcination）及/或矽烷化（silylation）的方式增加觸媒的催化活性。

前述方法中，觸媒的使用量並沒有嚴格的限制，觸媒用量只需在最短的時間內能使環氧化反應完全進行即可。反應進行時所使用的烯烴類化合物與氧化物之莫耳比介於1 : 100-100 : 1，較佳是介於1 : 10-10 : 1。反應溫度並無特別限制，通常為0-200℃，較佳為25-150℃。反應壓力為足夠使所有反應物為液態以上之壓力即可，較佳是介於1-100大氣壓力。反應滯留時間為1分鐘-48小時，較佳為5分鐘-8小時。此程序適用於任何的反應器或儀器，例如固定床、輸送床、流體床、漿態攪拌、或連續流攪拌反應器以批次式、連續式或半連續式的方式進行。

本發明之方法，不僅程序簡單、成本低廉，且所製得之觸媒具有傑出的催化活性等優點，實利於產業上之應用。

底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

請參照第1圖，說明本發明所提供之一種含鈦氧化矽材料的製備方法之流程步驟。圖中顯示七個步驟S100-S150。步驟S100～S120中說明一種含鈦氧化矽材料的製備方法。步驟S130、S140和S150中定義可以加入含鈦氧化矽材料的製備過程中的三個可能步驟，來提供具有高催化活性的含鈦氧化矽材料。在實務上，可使用步驟S130、S140和S150的其中一個或多個步驟在單一的製作過程中，但為了簡明起見，而將這些步驟一併呈現（以虛線框表示這些特徵為可以選擇的），放在單個流程圖中。

首先，如步驟S100，以非晶相的二氧化矽、鈦源及溶劑相互混合形成混合溶液。此混合溶液的準備方式可以是二氧化矽與鈦源以及溶劑直接相互混合形成混合溶液；或是鈦源與溶劑混合形成溶液A，接著將二氧化矽與溶液A混合形成混合溶液；或是鈦源與溶劑混合形成溶液A，二氧化矽與溶劑混合形成溶液B，最後再將溶液A與溶液B相互混合形成混合溶液。

本發明所使用的二氧化矽，其通式為SiO ₂，包括，但不限制於，燻矽、白煙、二氧化矽凝膠、二氧化矽溶膠等非晶相的二氧化矽材料。本發明所使用的鈦源，包括，但不限制於：鈦酸酯或無機鈦源。具體而言，鈦酸酯可以為鈦酸四甲酯、鈦酸四乙酯、正-鈦酸四丙酯、鈦酸四異丙酯、正-鈦酸四丁酯、鈦酸四第二丁酯、異-鈦酸四丁酯、鈦酸四第三丁酯或其組合；無機鈦源可以為三氯化鈦、四氯化鈦等鈦鹵化物或其組合。本發明所使用的溶劑可為醇類化合物，而醇類溶劑之醇是指包括具1-10個碳之醇類，例如，甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇及第三丁醇等一種或多種醇類相互混合的組合。

另外，混合溶液中的鈦比矽的莫耳比範圍為0.002-0.2，較佳為0.01-0.1。而溶劑的用量為可以使二氧化矽材料攪動即可。

然後，如步驟S110，將混合溶液置於20-100℃的溫度下進行反應，反應持續進行0.5-3小時；較佳者，反應溫度為30-80℃，反應時間為1-2小時。之後，再藉由適當的固液分離方法，將固體自反應溶液中分離出來，以移除溶劑；其中固液分離的方法包括過濾、離心、傾析或其他類似方式。

如步驟S120，最後，將固液分離所得的固體於烘箱中進行乾燥。烘箱溫度控制在30-120℃，乾燥時間為0.5-6小時；較佳者，烘箱溫度控制在50-100℃，乾燥時間為1-4小時。藉此所得到的含鈦氧化矽材料，其在無水狀態下具有化學式（I）： xTiO ₂(1-x)SiO ₂（I） 其中，x為0.002-0.2。

本發明所製備的含鈦氧化矽材料可以做為觸媒，此觸媒在進行催化反應前可以利用煅燒和/或矽烷化的方式降低矽醇基的含量，以降低觸媒本質上的酸性、改變觸媒的表面特性，進而增加觸媒的催化活性。

一種可以選擇的作法，如步驟S130，將含鈦氧化矽材料進行煅燒（calcination）。其中，煅燒溫度為300-800℃，煅燒時間為1-9小時；較佳者，煅燒溫度為350-650℃，煅燒時間為3-6小時。

另一種可選擇的作法，如步驟S140，將含鈦氧化矽材料進行矽烷化（silylation）處理。矽烷化可以使用一種或多種有機矽烷依照一般方式進行。

而執行矽烷化所使用的有機矽烷可以是鹵矽烷（通式為R ¹R ²R ³SiX）、矽氮烷（通式為[R ⁴R ⁵R ⁶Si] ₂NH）、甲矽烷基咪唑（通式為R ⁷R ⁸R ⁹Si[N ₂C ₃H ₃]）或甲矽烷基胺（通式為(R ¹⁰) ₃SiN(R ¹¹) ₂），其中R ¹、R ²和R ³相同或不同，各自分別為1-6個碳的飽和烷基或苯基；R ⁴、R ⁵和R ⁶相同或不同，各自分別為1-6個烷基、鹵烷基或苯基；R ⁷-R ¹¹各自分別為1-3個碳的飽和烷基。優先選擇的有機矽烷為六甲基二矽氮烷、甲矽烷基胺、三甲基氯矽烷以及N-三甲基甲矽烷基咪唑中的一種或多種組合。執行矽烷化所需的溶劑可以使用一種或多種由6-16個碳所組成的芳香烴或由6-16個碳所組成的飽和烷烴，優先選擇的溶劑為甲苯、苯和環己烷異丙苯中的一種或多種組合。

執行矽烷化時，有機矽烷與含鈦氧化矽材料的重量比為0.01-1，較佳為0.1-0.8；溶劑與含鈦氧化矽材料的重量比為1-200，較佳為1-100。且矽烷化之反應溫度為25-200℃，較佳為50-150℃；反應時間為0.5-3小時，較佳為1-2小時。

此外，還有一種可選擇的作法，如步驟S150，將過渡金屬併入含鈦氧化矽材料。

本發明所製備的含鈦氧化矽材料中，可視需要以含浸法、沉澱法、摻合法或其他類似方法併入其他過渡金屬。其中，含浸法是將過渡金屬溶液分散於適當的溶劑後與含鈦氧化矽材料混合，形成已含浸過渡金屬的含鈦氧化矽材料，並視需要將已含浸過渡金屬的含鈦氧化矽材料作進一步的乾燥與煅燒。其中，過渡金屬之濃度範圍佔含鈦氧化矽材料之總量的0.01-10重量百分比（wt%），較佳為0.05-5 wt%。由此方法製得之已含浸過渡金屬的含鈦氧化矽材料，過渡金屬位於含鈦氧化矽材料的骨架內或骨架外。

繼而，請參照第2圖，說明本發明將所製得的含鈦氧化矽材料應用於環氧化物的製備方法之流程步驟。圖中顯示三個步驟S200-S230。步驟S230中說明一種環氧化物的製備方法。步驟S200、S210和S220中定義可以加入環氧化物的製備過程中的三個可能步驟，來提高觸媒的高催化活性。在實務上，可使用步驟S200、S210和S220的其中一個或多個步驟在單一的製作過程中，但為了簡明起見，而將這些步驟一併呈現（以虛線框表示這些特徵為可以選擇的），放在單個流程圖中。

如步驟S200、S210和S220，在進行催化反應前，可以選擇利用煅燒和/或矽烷化和/或將過渡金屬併入含鈦氧化矽材料的方式增加觸媒的催化活性。此些步驟之其餘細節如同前述步驟S130、S140和S150，在此恕不重複贅述。

如步驟S230，將前述方法所製得的含鈦氧化矽材料作為觸媒，用以催化烯烴類化合物(olefin)與氧化物進行環氧化反應，以形成環氧化物。

上述環氧化反應所使用的含鈦氧化矽材料可為粉末狀、團塊狀、微球狀、單塊狀，亦可為擠壓成型、壓縮成型或其他任何形式。環氧化反應所使用的烯烴類化合物，包括，但不限制於：脂肪族、環狀，包含單環、雙環或多環化合物；也可以是單烯烴類（mono-olefin）、雙烯烴類（di-olefin）或多烯烴類（poly-olefin）化合物。當烯烴類化合物的雙鍵數目大於2時，雙鍵的類型可以是共軛雙鍵或非共軛雙鍵。其中，單烯烴類化合物，包括，但不限制於：由2-60個碳所組成的烯烴類化合物，烯烴類化合物可以具有一個取代基，而且該取代基以相對穩定的取代基為較佳。此些單烯烴類化合物，包括，但不限制於：乙烯、丙烯、1-丁烯、異丁烯、1-己烯、2-己烯、3-己烯、1-辛烯、1-癸烯、苯乙烯或環己烯。雙烯烴類化合物，包括，但不限制於 : 丁二烯或異戊二烯。

另外，環氧化反應所使用的氧化物可為有機過氧化物，其通式為R-O-O-H （R表示一種烴基）；烴基是由3-20個碳所組成的基團（較佳碳數為3-10），包括，但不限制於：第二或第三烷基（tertiary alkyl group）或芳香烷基（aralkyl group），例如，第三丁基、第三戊基、環戊烷基或2-苯基-2-丙基。此些有機過氧化物，包括，但不限制於：乙苯過氧化氫、異丙苯過氧化氫、第三丁基過氧化氫或環己基過氧化氫；當以異丙苯過氧化氫作為有機過氧化物，反應後的產物為α-異丙苯醇（alpha-Cumyl alcohol）。α-異丙苯醇可經過脫水轉變成α-甲基苯乙烯（alpha -methyl styrene），此化合物除了在工業上有許多應用外，此化合物再經過氫化可轉變成異丙苯而成為異丙苯過氧化氫的前驅物；其他種類的有機過氧化物也具有類似的特性。

環氧化反應所使用的氧化物也可為過氧化氫，其通式為H-O-O-H。過氧化氫可以水溶液的形式獲得，與烯烴類化合物反應後可產生環氧化物與水。

作為反應物的氧化物可以是濃縮或稀釋過的純的或不純的物質。

在進行環氧化反應生產環氧化物時可以添加一種溶劑或稀釋劑使反應在液態下進行。溶劑和稀釋劑在環氧化反應進行的條件下成液態且對各個反應物及產物皆呈現出惰性。此些溶劑，包括，但不限制於：乙苯、異丙苯、異丁烷或環己烷等一種或混合組成。而溶劑可以是存在於待使用的氧化物溶液中的一種物質，例如，當選定以異丙苯過氧化氫和氧化物的原料異丙苯混合溶液作為氧化物時，異丙苯可作為溶劑而不需特地添加一種溶劑。

前述方法中，觸媒的使用量並沒有嚴格的限制，只需在最短的時間內能使環氧化反應完全進行即可。而反應進行時所使用的烯烴類化合物與氧化物之莫耳比是介於1 : 100-100 : 1，較佳則介於1 : 10-10 : 1。反應溫度並無特別限制，通常為0-200℃，較佳為25-150℃。反應壓力為足夠使所有反應物為液態以上之壓力即可，較佳則介於1-100大氣壓力。反應滯留時間為1分鐘-48小時，較佳為5分鐘-8小時。此程序適用於任何的反應器或儀器，例如，固定床、輸送床、流體床、漿態攪拌、或連續流攪拌反應器以批次式、連續式或半連續式的方式進行。

接著，以下藉由提出數個具體實施例，將進一步說明本發明如何有效製備含鈦氧化矽材料，並且可以利用此材料作為觸媒催化烯烴類化合物與氧化物產生環氧化反應，而生產環氧化物。

實施例一

製備含鈦氧化矽材料：取鈦酸四異丙酯（tetraisopropylorthotitanate）6.1克加入178.6克的異丙醇（IPA）中。取48.5克的矽膠（silica gel）（源自Sigma-Aldrich 236772），其孔徑尺寸為6奈米（nm）、比表面積為500平方公尺/克（ m ²/g）、粒徑為35-75微米（μm），加入上述溶液中混合均勻，接著將此溶液於80℃攪拌2小時後進行過濾。溶液移除後將粉體置於70℃乾燥（乾燥時間低於2小時）。將乾燥後的粉體進行煅燒，煅燒溫度為500℃，升溫速度為每分鐘3℃，持溫5小時後自然降溫。

製備環氧丙烷：將實施例一所製得的含鈦氧化矽材料作為觸媒。取16.5克觸媒進行矽烷化，將觸媒與165克甲苯以及11.2克六甲基二矽氮烷（hexamethyldisilazane）混合均勻，並於120℃下攪拌1小時後過濾乾燥。接著，將此觸媒材料與225克25重量百分比（wt%）的過氧化氫異丙苯溶液（溶劑為異丙苯）以及125克的丙烯於1公升密閉的高壓反應器（autoclave）中混合均勻，並加熱於85℃進行反應，反應時間小於1.5小時。反應結果如表一所示。

實施例二

製備含鈦氧化矽材料：製備方式與實施例一相同，除了不執行煅燒處理。

製備環氧丙烷：以實施例二所製得的含鈦氧化矽材料作為觸媒，後續步驟與實施例一相同，除了觸媒不進行矽烷化。反應結果如表一所示。

實施例三

製備含鈦氧化矽材料：製備方式與實施例一相同，除了不執行煅燒的處理。

製備環氧丙烷：以實施例三所製得的含鈦氧化矽材料作為觸媒，後續步驟與實施例一相同。反應結果如表一所示。

實施例四

製備含鈦氧化矽材料：製備方式與實施例一相同。

製備環氧丙烷：以實施例四所製得的含有鈦的二氧化矽材料作為觸媒，後續步驟與實施例一相同，除了觸媒不進行矽烷化。反應結果如表一所示。

實施例五

製備含鈦氧化矽材料：除了使用33.6克的矽膠（源自Sigma-Aldrich 236810），其孔徑尺寸為15奈米（nm）、比表面積為300平方公尺/克（ m ²/g）、粒徑為35-75微米（μm），並使用5.1克的鈦酸四異丙酯，100克的異丙醇，其餘製備方式與實施例一相同。

製備環氧丙烷 : 以實施例五所製得的含鈦氧化矽材料作為觸媒，後續步驟與實施例一相同。反應結果如表一所示。

實施例六

製備含鈦氧化矽材料: 除了使用12.1克的矽膠（源自立安東化工股份有限公司所生產TXR-120-2），其比表面積為680-760平方公尺/克（ m ²/g），並使用1克的鈦酸四異丙酯，59克的異丙醇，其餘製備方式與實施例一相同。

製備環氧丙烷 : 以實施例六所製得的含鈦氧化矽材料7.5克作為觸媒進行矽烷化，後續步驟與實施例一相同。反應結果如表一所示。

實施例七

製備含鈦氧化矽材料：取鈦酸四異丙酯（tetraisopropylorthotitanate）2.1克加入298克的異丙醇（IPA）在室溫下攪拌混合。取16.2克的矽膠（源自Sigma-Aldrich 236802），其孔徑尺寸為6奈米（nm）、比表面積為500平方公尺/克（ m ²/g）、粒徑為250-500微米（μm），加入298克80℃的異丙醇（IPA）中攪拌混合。將上述兩溶液在80℃下混合並於持續攪拌2小時後進行過濾。溶液移除後將粉體置於70℃乾燥（乾燥時間低於2小時）。將乾燥後的粉體進行煅燒，煅燒溫度為500℃，升溫速度為每分鐘3℃，持溫5小時後自然降溫。

製備環氧丙烷：將實施例七所製得的含鈦氧化矽材料作為觸媒。取7.5克觸媒進行矽烷化，將觸媒與75克甲苯以及5.1克六甲基二矽氮烷（hexamethyldisilazane）混均勻，並於120℃下攪拌1小時後過濾乾燥。接著，將此觸媒材料與225克25wt%的過氧化氫異丙苯溶液（溶劑為異丙苯）以及125克的丙烯於1公升密閉的高壓反應器（autoclave）中混合均勻並加熱至85℃進行反應，反應時間小於1.5小時。反應結果如表一所示。

表一 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="_0001"><TBODY><tr><td>   </td><td> 實施例一 </td><td> 實施例二 </td><td> 實施例三 </td><td> 實施例四 </td><td> 實施例五 </td><td> 實施例六 </td><td> 實施例七 </td></tr><tr><td> 過氧化氫異丙苯轉化率(%)⁽註¹⁾</td><td> 98 </td><td> 49 </td><td> 91 </td><td> 53 </td><td> 96 </td><td> 86 </td><td> 88 </td></tr><tr><td> 環氧丙烷選擇率(%)⁽註²⁾</td><td> ＞97 </td><td> ＞73 </td><td> ＞96 </td><td> ＞73 </td><td> ＞96 </td><td> ＞97 </td><td> ＞96 </td></tr></TBODY></TABLE>註 ¹. 過氧化氫異丙苯轉化率 = 過氧化氫異丙苯消耗量/過氧化氫異丙苯添加量 x 100% 註 ². 環氧丙烷選擇率 = 環氧丙烷生成量/過氧化氫異丙苯消耗量 x 100%

表一顯示本發明所提供之含鈦氧化矽材料的製備方法適用於各種不同物理性質的非晶相二氧化矽載體，此方法所製備出的含鈦氧化矽材料對於環氧化反應具有催化能力，且可藉由煅燒或/和矽烷化的方式提升此含鈦氧化矽材料對於環氧化反應的催化活性。

總的來說，根據本發明的含鈦氧化矽材料的製備方法及應用，在無須使用模板的條件下，可以相當程度地簡化含鈦氧化矽材料的製作程序，而所製得的含鈦氧化矽材料具有高的催化活性，可進一步作為觸媒，並成功催化烯烴類化合物的環氧化反應，有助於提昇環氧化物的產率。

唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

無

第1圖為本發明所提供之一種含鈦氧化矽材料的製備方法的流程圖。 第2圖為本發明所提供之一種環氧化物的製備方法的流程圖。

Claims (13)

1. 一種含鈦氧化矽材料的製備方法，包含下列步驟：準備一具有非晶相的二氧化矽、鈦源及溶劑之混合溶液，該混合溶液中的鈦比矽的莫耳比範圍為0.002-0.2；使該混合溶液反應後，進行固液分離；及對固液分離所得的固體進行乾燥，得到該含鈦氧化矽材料，該含鈦氧化矽材料在無水狀態下具有化學式(I)：xTiO₂(1-x)SiO₂ (I)其中，x為0.002-0.2；其中該鈦源為鈦酸酯或無機鈦源，該溶劑為醇類溶劑，該醇類溶劑係選自由甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇及第三丁醇所組成之群組。
2. 如請求項第1項所述的製備方法，其中該非晶相的二氧化矽為燻矽、白煙、二氧化矽凝膠或二氧化矽溶膠。
3. 如請求項第1項所述的製備方法，其中該鈦酸酯係選自由鈦酸四甲酯、鈦酸四乙酯、正-鈦酸四丙酯、鈦酸四異丙酯、正-鈦酸四丁酯、鈦酸四第二丁酯、異-鈦酸四丁酯及鈦酸四第三丁酯所組成之群組，該無機鈦源為三氯化鈦或四氯化鈦。
4. 如請求項第1項所述的製備方法，其中該混合溶液中的鈦比矽的莫耳比範圍為0.01-0.1。
5. 如請求項第1項所述的製備方法，其中該混合溶液係於20-100℃下反應0.5-3小時，且經固液分離所得的該固體係於30-120℃下持續乾燥0.5-6小時。
6. 如請求項第1項所述的製備方法，更包含至少其中之一的下列步驟： 對該含鈦氧化矽材料進行煅燒，煅燒溫度為300-800℃，煅燒時間為1-9小時；對該含鈦氧化矽材料進行矽烷化處理，反應溫度為25-200℃，反應時間為0.5-3小時；及將過渡金屬併入該含鈦氧化矽材料，且該過渡金屬之濃度範圍佔該含鈦氧化矽材料之總量的0.01-10重量百分比。
7. 如請求項第6項所述的製備方法，其中該過渡金屬之濃度範圍佔該含鈦氧化矽材料之總量的0.05-5重量百分比。
8. 一種環氧化物的製備方法，其特徵在於包含下列步驟：提供一如請求項第1項所述的方法所製得之含鈦氧化矽材料作為觸媒，使烯烴類化合物及氧化物進行反應，以形成該環氧化物；其中該烯烴類化合物與該氧化物之莫耳比係介於1：100-100：1。
9. 如請求項第8項所述的製備方法，其中該烯烴類化合物係單烯烴類、雙烯烴類或多烯烴類化合物，該氧化物為有機過氧化物或氫過氧化物。
10. 如請求項第9項所述的製備方法，其中該單烯烴類化合物係選自由乙烯、丙烯、1-丁烯、異丁烯、1-己烯、2-己烯、3-己烯、1-辛烯、1-癸烯、苯乙烯和環己烯所組成之群組，該雙烯烴類化合物為丁二烯或異戊二烯，該有機過氧化物為乙苯過氧化氫、異丙苯過氧化氫、第三丁基過氧化氫或環己基過氧化氫。
11. 如請求項第8項所述的製備方法，其中該烯烴類化合物與該氧化物之莫耳比係介於1：10-10：1。
12. 如請求項第8項所述的製備方法，其中該烯烴類化合物與該氧化物的反應溫度為0-200℃，反應壓力為足夠使所有反應物為液態以上之壓力，反應滯留時間為1分鐘-48小時。
13. 如請求項第12項所述的製備方法，其中該烯烴類化合物與該氧化物 的反應溫度為25-150℃，反應壓力係介於1-100大氣壓力，反應滯留時間為5分鐘-8小時。