Brug af en nanoskala tandemkatalysator til at få mere propylen ud af propan under dehydrogenering

Et team af forskere ved Northwestern University har udviklet en nanoskala tandemkatalysator for at få mere propylen ud af propan under dehydrogenering. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , gruppen beskriver deres metode og de forbedringer, de fandt i brugen af ​​den. Chunlei Pei og Jinlong Gong med Tianjin University har udgivet et Perspectives-stykke i samme tidsskriftsudgave, der beskriver fordelene ved tandemkatalyse og det arbejde, som teamet i Illinois udfører.

Virksomheder, der bruger kemi til at skabe produkter, har gennem årene fundet ud af, at en reduktion af antallet af trin, der kræves for at fremstille deres produkter, ofte resulterer i pengebesparelser. Dette har fået kemikere til at undersøge muligheden for at integrere flere trin i enkeltreaktioner - sådanne tandemreaktioner involverer sekventielle handlinger for at opnå ønskede resultater. I denne nye indsats, forskerne har udviklet en tandemreaktion for at reducere antallet af trin, der kræves for at producere propylen under dehydrogenering af propan, og ved at gøre det, har øget udbytte. Propylen er et gasformigt kulbrinte, der bruges til at fremstille flere typer polymerer.

Arbejdet involverede udvikling af en katalysator i nanoskala, der brugte en overbelægning for at muliggøre øget overfladeoxidation af brintatomer - overbelægningerne var cirka 2 nanometer tykke. For at skabe overfrakkerne, forskerne brugte atomlagsaflejring som et middel til at dyrke indiumoxid over Pt/Al ₂ O ₃ —en kendt propandehydrogeneringskatalysator. Dette forårsagede domænekobling via overfladehydrogenatomoverførsel - og det resulterede i, at propan dehydrogenerede til propylen med platin og øget hydrogenforbrænding fra indiumoxidet. Forskerne bemærker, at oxidationen blev forbedret på grund af de porer, der udviklede sig i overbelægningen, hvilket tillod større eksponering af platinnanopartiklerne - hydrogenatomer på overfladen blev bedre oxideret ved platin-indiumoxid-grænsefladen. Forskerne fandt ud af, at brugen af ​​deres tandemkatalysator resulterede i 75% propylenselektivitet og propanomdannelse på 40%, øger udbyttet med cirka 30 %. Pei og Gong foreslår, at resultaterne bør inspirere til yderligere arbejde både i industrien og den akademiske verden, fordi det sandsynligvis kan bruges i mange andre applikationer.

© 2021 Science X Network