首页 »
行业资讯 »
前沿动态 »
JACS:无有机模板合成策略,实现活性铁的最大化以促进甲烷选择氧化
在水相中的选择性氧化CH4制备有价值的化学品,因其反应条件温和、工艺简单而受到广泛关注。作为研究最广泛的催化剂,Fe-ZSM-5具有较高的效能和选择性,但使用传统方法制备的Fe-ZSM-5活性中心数量有限,导致催化剂的甲烷转化率较低。基于此,阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)韩宇课题组报道了一种简便的无有机模板合成方法,与传统合成方法相比,该方法能以更高的分散度将更多的铁引入沸石骨架中。
具体而言,在Fe-ZSM-5的合成中是否使用四丙基铵(TPA,有机模板剂)对Fe在沸石骨架中的含量和形态有显著的影响:与传统的模板法制备的Fe-ZSM-5(Fe-Z5-C)相比,不使用TPA(Fe-Z5-TF)合成的Fe-ZSM-5具有更多的骨架Fe原子、更低的配位对称性、更高的分散性和更强的迁移倾向性。因此,在将催化剂转化为H型的煅烧过程中,Fe-Z5-TF比Fe-Z5-C能产生更多的框架外铁物种。
此外,与Fe-Z5-C产生多种框架外Fe物种(主要是双核Fe)不同,Fe-Z5-TF几乎完全以[(H2O)2–Fe(III)–OH]2+的形式产生单核Fe物种,其对CH4氧化具有高度活性,以上这些因素共同导致了Fe-ZSM-5合成中活性铁中心数目的显著增加。
性能测试结果显示,当在75°C的水中用0.5 M H2O2进行CH4氧化反应时,H型的Fe-Z5-TF(Fe-HZ5-TF)上的C1氧化物产率高达109.4 mmol gcat−1 h−1,HCOOH选择性为91.1%,活性比先前报道的在相似条件下的Fe-ZSM-5(19.9 mmol gcat−1 h−1)高5倍以上。此外,研究人员还探究了CH4在单核铁中心的活化以及随后转化为C1氧化物。
结果表明,H2O2氧化单核铁产生[(H2O)3-Fe(IV)═O]2+,这反过来又作为CH4中C-H键均裂和自由基驱动的连续氧化转化的催化活性中心。更总要的是,除了在产生活性铁中心方面效率更高外,无有机模板合成比传统合成更具成本效益和环境友善,因此非常适合大规模工业生产催化剂。
Maximizing Active Fe Species in ZSM-5 Zeolite Using Organic-Template-Free Synthesis for Efficient Selective Methane Oxidation. Journal of the American Chemical Society, 2023. DOI: 10.1021/jacs.2c13351
-
3,6,9,12-四草酸酯四癸二酸_CAS:32775-08-9
2024-07-26
-
2,2-双(((4-叠氮基-2,3,5,6-四氟苯甲酰基)氧基)甲基)丙烷-1,3-二基双(4-叠嗪基-2,3,6-四氟苯甲酸酯_2,2-bis(((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)methyl)propane-1,3-diyl bis(4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoate)_CAS:157928-53-5
2024-06-24
-
(8R,9S,13S,14S)-13-甲基-3-乙烯基 6,7,8,9,11,12,13,14,15,16-十氢-17H 环戊基[a]菲17-酮_ (8R,9S,13S,14S)-13-methyl-3-vinyl6,7,8,9,11,12,13,14,15,16-decahydro-17Hcyclopenta[a]phenanthren-17-one _CAS:151171-58-3
2024-06-24
-
松柏醇-7-硝基苯并[c][1,2,5]恶二唑_2-[(E)-3-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)prop-2-enoxy]-N-[2-[(4-nitro-2,1,3-benzoxadiazol-7-yl)amino]ethyl]acetamidel_CAS:1803427-21-5
2024-06-24
-
(2E)-N-(1-(3-氯苄基)-1H-咪唑-4-基)-3-(吡啶-3-基)丙-2-烯酰胺_(2E)-N-(1-(3-chlorobenzyl)-1H-imidazol-4-yl)-3-(pyridin-3-yl)prop-2-enamide_CAS:2128292-12-4
2024-06-24
-
橙花叔醇葡萄糖苷_β-D-glucopyranosyl-(1->3)-6,7-trans-nerolidol_CAS:116174-71-1
2024-06-24
-
(6S)-3-甲基-6-(1-烯-2-基)环己-2-烯醇_(6S)-3-methyl-6-(prop 1-en-2-yl)cyclohex-2-enol_CAS:1313708-57-4
2024-06-24
-
(6R)-3-甲基-6-(1-烯-2-基)环己-2-烯醇_(6R)-3-methyl-6-(prop 1-en-2-yl)cyclohex-2-enol_CAS:1647065-98-2
2024-06-24
-
乙基紫精二六氟磷酸盐_ethylviologen bis(hexafluorophosphate)_CAS:138926-07-5
2024-06-24
-
四羟乙基乙二胺_CAS:140-07-8
2024-06-24
-
(S)-2-(乙酰基硫基)丙酸_CAS:167466-66-2
2024-06-24
-
N-Boc-反式-4-氨基-脯氨酸甲酯盐酸盐_CAS:334999-32-5
2024-06-24
-
(S)-氧杂环丁烷-2-甲胺_CAS:2091328-57-1
2024-06-24