Nature：原位生成ZnOx用于高效丙烷脫氫

稀、飯 2年前 (2021-11-11) 2218瀏覽

【引言】

在環境可持續性發展的要求下，工業界和學術界都在尋找環境友好的PDH催化劑。最有前景的材料是基于V、Ga、Zr或Co的氧化物。研究人員也對含Zn的催化劑也進行了測試，但并未顯示出商業上有吸引力的性能。迄今為止開發的幾乎所有負載型催化劑的一個普遍缺點是它們的經濟效率低下，因為復雜的制備方法往往需要昂貴的化學品。此外，活性負載物的結構可以發生不可逆反應誘導的變化，導致不可改變的催化劑失活。

今日，中國石油大學的姜桂元和萊布尼茲研究所的Evgenii V. Kondratenko、Haijun Jiao課題組合作，介紹了一種基于商用ZnO的環境相容負載型催化劑的制備方法。這種金屬氧化物和載體(沸石或普通金屬氧化物)作為物理混合物或以兩層的形式進行使用。在550℃以上還原處理后，載體OH基團與ZnO生成的Zn原子發生反應，原位形成了負載型ZnOx物種。利用互補表征方法，本工作確定了缺陷OH基團對活性ZnOx形成的決定性作用。為了進行基準測試，在工業相關條件下，研究在丙烷流上進行近400小時的丙烷轉換，對開發的ZnO-硅石-1和商業K-CrOx /Al2O3類似物進行了測試。在相同的丙烯選擇性下，該催化劑的丙烯產率提高了3倍左右。該研究以“In situ formation of ZnOx?species for efficient propane dehydrogenation”為題發表在Nature上。

【圖文導讀】

圖1. 催化劑活性、ZnOx的形成及其結構

?圖2. PDH的分子細節

?

圖3. 方法的耐久性測試和驗證

文獻鏈接： “In situ formation of ZnOx species for efficient propane dehydrogenation.” Nature 599, 234–238 (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03923-3

 

 

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