咨询电话:021-58952328
ChemCatChem:硅基载体调控合成高分散活性氧化锌基催化剂:制备和应用2023-09-07
近日,四川大学材料科学与工程学院王瑞林教授团队利用不同织构特性的硅基载体调控合成了高分散的活性氧化锌基催化剂,并应用于催化丙烷脱氢,表现出良好的催化活性。该工作为调控异质催化剂活性物质在载体上的分散性提供了新的思考。

 

 

1
图1 不同硅质载体负载的ZnO基催化剂第一小时丙烷脱氢活性比较

锌因其低成本和良好的催化活性在催化丙烷脱氢反应中表现出极大的优势。近年来,开发ZnO基催化剂替代商业丙烷脱氢工艺中高成本的Pt基催化剂和生物毒性的Cr基催化剂引起了研究人员的广泛关注。ZnO活性物质在载体中的存在形式和分散情况与载体的织构性质和化学环境密切相关,极大地影响了催化丙烷脱氢反应的性能。Silicalite-1分子筛是一种具有独特六面体形貌的晶体材料,其丰富的硅醇巢和微孔结构易于稳定ZnO,这对于合成高分散、高活性的ZnO物种具有积极的意义。

王瑞林教授团队针对ZnO尺寸效应同催化丙烷脱氢的构效关系,设计了一系列微孔(Silicalite-1)、介孔(SBA-15、DMSN、MCF)和大孔(商业SiO2)硅质载体用于分散ZnO物种。研究表明,这些硅基载体的织构特性对于调控ZnO的分散和催化丙烷脱氢性能有着极大的影响。其中,最佳的ZnOA/S-1催化剂表现出优异的丙烷脱氢活性,其在550 ℃和0.47 h-1的反应条件下,第一小时的丙烷转化率和丙烯选择性达到40.6和96.0 %,明显高于其它介孔及大孔硅质载体负载的ZnO基催化剂。具有独特性质的硅质材料对调控形成活性ZnO物质(高分散的ZnO及单原子Zn2+位点)产生积极的影响,该工作对于设计高效的丙烷脱氢催化剂具有一定的指导意义。

文信息

Regulation of Active ZnO Species on Si-based Supports with Diverse Textural Properties for Efficient Propane Dehydrogenation

Fuwen Yang, Jie Zhang, Zongbo Shi, Jinwei Chen, Gang Wang, Junyu Zhao, Runsheng Zhuo, Ruilin Wang

该项工作得到了四川省科技成果转移转化示范项目(2021ZHCG0022)的支持。

ChemCatChem

DOI: 10.1002/cctc.202300407

 

最新产品
园区介绍