Estructura y caracterización catalítica de un segundo sitio de marco Al (IV) en catalizadores de zeolita revelados...

Área de la Ciencia:

• Catálisis
• Ciencias de los materiales
• Espectroscopia de RMN en estado sólido

Sus antecedentes:

• Las zeolitas ácidas son catalizadores cruciales en los procesos petroquímicos.
• Comprender la naturaleza y la distribución de los sitios activos es clave para optimizar el rendimiento del catalizador.
• Los estudios anteriores identificaron sitios ácidos puentes (BAS), pero carecían de una caracterización detallada de otros sitios activos potenciales en estados deshidratados.

Objetivo del estudio:

• Investigar la existencia y las características de sitios de aluminio de marco adicionales en zeolitas ácidas en condiciones de relevancia catalítica.
• Elucidar las propiedades estructurales y electrónicas de estos sitios utilizando técnicas avanzadas de RMN.
• Para correlacionar la presencia de estos sitios con una mayor actividad catalítica.

Principales métodos:

• Experimentos de RMN de correlación de campo ultraalto (35,2 T) 2D ^{27 Al{1H}.}
• Al MQMAS RMN en intensidades de campo múltiples.
• Los experimentos de RMN del MAS.
• Modelado computacional y cálculos DFT.
• Reacciones de transferencia de hidruro de benceno y de agrietamiento de n-hexano como reacciones de sonda.

Principales resultados:

• Identificación y resolución clara de un nuevo sitio de aluminio de marco, denotado Al ((IV) -2, en HZSM-5 deshidratado.
• Los sitios de Al (IV) 2 muestran cambios químicos distintos y parámetros cuádruples en comparación con el BAS conocido.
• Estos sitios están asociados con especies de marco parcialmente unido (SiO) _4--Al_OH.
• La presencia de sitios Al ((IV) - 2 aumenta significativamente la reactividad del catalizador en la transferencia de hidróxido de benceno y el craqueo de n-hexano.
• Las poblaciones del sitio de Al ((IV) - 2 pueden ser controladas por medio de tratamientos postsintheticos.

Conclusiones:

• Existen al menos dos tipos de sitios de aluminio en el marco con grupos hidroxilo en los catalizadores de zeolita ácida activa.
• El recién identificado sitio Al ((IV) -2) es un contribuyente crucial a la actividad catalítica mejorada.
• Estos hallazgos proporcionan información fundamental sobre las estructuras del sitio activo de la zeolita y su papel en la catálisis.
• La capacidad de detectar la asociación Al-H en el HZSM-5 seco abre nuevas vías para la caracterización del catalizador en condiciones de proceso.