n-ヘクサンの選択的イソメリゼーションのためのマクロポーラス酸化物上に支えられたPtナノ粒子から設計された触媒
Kwangjin An1, Selim Alayoglu, Nathan Musselwhite
1Department of Chemistry, University of California , Berkeley, California 94720, United States.
プラチナナノ粒子のサイズとサポート材料は,n-ヘクサンのイソメリゼーションの選択性に大きく影響します. より大きなプラチナ粒子を持つニョウビウムとタンタルの酸化物は,高オクタン分岐炭化水素を産生し,精製中のアロマティックを最小限に抑えます.
科学分野:
- カタリシス カタリシス カタリシス
- マテリアルサイエンス 材料科学
- 石油精製石油を精製する
背景:
- 炭化水素の選択的イソメリゼーションは,高オクタンガソリンの成分を生産するために非常に重要です.
- イソメリゼーション中の芳香化合物を最小限に抑えることは,石油精製における重要な課題です.
- オキシードに支えられたプラチナナノ粒子は,触媒応用のために研究されています.
研究 の 目的:
- プラチナ (Pt) のナノ粒子のサイズとサポート材料がn-ヘクサンのイソメリゼーション選択性に与える影響を調査する.
- 枝分かれしたC6同位体を生成するための最適なPt/酸化物触媒システムを特定する.
- 選択性イソメリゼーションにおける金属支柱相互作用の役割を理解する.
主な方法:
- 様々なオーダーされたマクロポーラス酸化物 (SiO2,Al2O3,TiO2,Nb2O5,Ta2O5,ZrO2) をサポートしたコロイド性Ptナノ粒子 (1.7,2.7,5.5nm) の合成.
- 特定の反応条件 (140 Torr n-ヘクサン, 620 Torr H2, 360 °C) の下でn-ヘクサンのイソメリゼーションにおける触媒性能の評価.
- 吸収されたピリジンのX線 difraktion (XRD),環境圧力X線光電子スペクトロスコーピー (AP-XPS),フーリエ変換赤外線スペクトロスコーピー (FTIR) を含むin situ特徴付け.
主要な成果:
- ニオビウムペンタオキシド (Nb2O5) とタンタールペンタオキシド (Ta2O5) の基板は,枝分かれC6異体に対する最も高い選択性を示した.
- ルイス酸の部位は,酸化物支柱の支配的な酸性部位として特定されました.
- 触媒の選択性は,Ptナノ粒子サイズに依存し,より大きな粒子 (5.5nm) が同位体生成を強化し,Nb2O5とTa2O5.5に対する ~97%の選択性に達しました.
結論:
- マクロポーラスなNb2O5とTa2O5は,選択的同位体化において重要な役割を果たし,Pt-オキシード界面での電荷移転によって促進される.
- 強い金属支柱相互作用と最適な Pt サイズは,枝分かれした C6 同性体に対する高い選択性を達成するための重要な要因です.
- 開発されたPt/Nb2O5およびPt/Ta2O5触媒は,アロマティック成分を最小限に抑え,高オクタンガソリン成分を生産するための有望な経路を提供します.
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