Ny strategi forbedrer aromatiske selektivitet i metankonvertering

Metan, hovedbestanddelen i skifergas og brændbar is, forventes at erstatte petroleum for at producere kemikalier med høj værditilvækst, såsom aromater.

Metan er relativt meget inert, hvilket er forårsaget af den høje CH-bindingsstyrke og supersymmetriske struktur og hindrer dets anvendelse.

For nylig udviklede et forskerhold ledet af prof. Liu Zhongmin og prof. Zhu Wenliang fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) ved det kinesiske videnskabsakademi (CAS) en strategi for omdannelse af metan til aromater ved kobling af CH₃ Cl med CO over H-zeolitter.

Denne undersøgelse blev offentliggjort i Angewandte Chemie International Edition den 1. februar

Forskerne brugte H-ZSM-5 som katalysatorer for at opnå høj aromatisk selektivitet såvel som høj selektivitet af benzen, toluen og xylen (BTX).

De fandt, at selektiviteten over for aromater steg fra 39,0 % til 79,3 % efter introduktion af CO, og den tilsvarende BTX-selektivitet steg fra 17,7 % til 48,0 % ved 2,0 MPa, 673 K. Efter optimering af reaktionsbetingelserne nåede de aromatiske selektiviteter helt op til 82,2 % og BTX-selektivitet så høj som 59,3%.

Desuden opdagede de, at 2,3-dimethyl-2-cyclopenten-1-on (DMCPO) blev genereret ud fra acetylgrupper og olefiner. Og CO blev bevist at blive indsat i DMCPO og aromatiske ringe.

Derefter foreslog de en ny aromatiseringsmekanisme, herunder dannelsen af ​​ovennævnte mellemprodukter, som påfaldende svækkede hydrogenoverførselsreaktionen, hvilket resulterede i en stigning i aromatiseringens selektivitet og et fald i alkaner.

"Vores undersøgelse udvider tilgange til omdannelse af metan til kemikalier og sikrer en bæredygtig udvikling af naturgas i en miljømæssig vej," sagde prof. Zhu. + Udforsk yderligere

Bifunktionelle katalysatorer muliggør høj para-xylen-produktivitet i syngaskonvertering