Reciclaje de catalizadores Pd envenenados con azufre mediante atomización térmica para la semi-hidrogenación del acetileno

Área de la Ciencia:

• Catálisis
• Ciencias de los materiales
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• Los catalizadores de paladio son cruciales para los procesos industriales, pero son susceptibles al envenenamiento por azufre.
• El reciclaje del paladio envenenado con azufre, especialmente los sulfuros de paladio, es difícil debido a los fuertes enlaces Pd-S.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una estrategia para degradar los sulfuros de paladio y crear sitios de un solo átomo de paladio simultáneamente.
• Investigar el potencial de reciclaje de los catalizadores comerciales de paladio envenenados con azufre.

Principales métodos:

• Una estrategia de arriba hacia abajo que implica una etapa de atomización térmica de nanopartículas de sulfuro de paladio en ZIF-8.
• Utilizando la teoría funcional de densidad (DFT) para comprender el mecanismo de atomización que involucra a los intermedios PdZn.

Principales resultados:

• Las nanopartículas de sulfuro de paladio se convirtieron con éxito en sitios de un solo átomo de paladio en nitrógeno y carbono codificado con azufre (Pd1/N, S-C).
• Los cálculos de DFT confirmaron que los intermediarios PdZn facilitan la generación de puestos vacantes, promoviendo la atomización.
• La estrategia fue eficaz para el Pd/C comercial envenenado por azufre, lo que demuestra el potencial de reciclaje.
• El catalizador Pd1/N, S-C optimizado exhibió una alta actividad y una mayor selectividad para la semi-hidrogenación del acetileno en comparación con Pd4S.

Conclusiones:

• Un nuevo método de atomización térmica de un solo paso recicla eficazmente los catalizadores de paladio envenenados con azufre creando sitios de un solo átomo.
• El catalizador Pd1/N, S-C desarrollado es prometedor para aplicaciones industriales, particularmente en la semi-hidrogenación selectiva del acetileno.