Forskere skræddersyer hovedgruppekatalysator med atomisk spredte In-steder til højeffektiv oxidativ dehydrogenering

Overgangsmetaloxider er katalysatorer til oxidativ dehydrogenering af alkaner. Imidlertid lider de af et ringere alkenudbytte på grund af afvejningen mellem omdannelse og selektivitet induceret af mere reaktive alkener end alkaner.

For nylig foreslog og demonstrerede en forskergruppe ledet af prof. Wang Xiaodong og prof. Zhang Tao fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) ved det kinesiske videnskabsakademi (CAS) et nyt koncept til at opnå høje alkenudbytter ved at regulere aktiveringen af iboende selektive katalysatorer for alkaner fra svaghed til styrke.

Denne undersøgelse blev offentliggjort i Journal of the American Chemical Society den 25. august.

Forskerne designede en hovedgruppekatalysator med atomisk spredte In-steder for at afvikle dilemmaet med afvejningen mellem aktivitet og selektivitet i oxidativ dehydrogeneringsproces.

Denne nye katalysator udviste over 80 % C₂ H₄ selektivitet på omkring 80 % C₂ H₄ konvertering og dermed opnå mere end 60 % C₂ H₄ udbytte, som overgik de avancerede overgangsmetaloxidkatalysatorer.

Desuden fandt forskerne, at atomisk spredt [InOH] ²⁺ steder forankret ved at substituere protonerne af superbure i HY muliggjorde aktiveringen af ​​ethan via en signifikant sænkning af barrieren for ethan-dissociation, og deres struktur kunne stabiliseres af H₂ O dannet ved selektiv oxidation af hydrogen med In₂ O₃ nanopartikler, som således udviser fremragende ydeevne til oxidativ dehydrogenering af ethan.

"Vores undersøgelse åbner op for nye muligheder for udnyttelse af hovedgruppeelementer og baner vejen mod mere rationelt design af katalysatorer til højeffektiv selektiv oxidationskatalyse," sagde prof. Wang. + Udforsk yderligere

Forskere foreslår en ny strategi til at forbedre metanhydroxylering