超低负载的Pt/Zn混合集群在石HZSM-5中进行高效的脱水芳香化
Genwei Chen1, Lingzhe Fang2, Tao Li2,3
1Dave C. Swalm School of Chemical Engineering, Mississippi State University, Mississippi State, Mississippi 39762, United States.
Journal of the American Chemical Society
|June 24, 2022
概括
开发具有成本效益的碳化合物催化剂是关键. 超低负荷 (Pt) 和 (Zn) 功能化HZSM-5催化剂显示出高活性和稳定性,用于轻脱芳合物 (DHA),性能优于传统催化剂.
科学领域:
- 不同质的催化
- 材料科学
- 化学工程
背景情况:
- 降低 (Pt) 负载对于具有成本效益的碳化合物转化催化剂至关重要.
- 现有的Pt/HZSM-5催化剂用于轻脱水芳香化 (DHA) 面临稳定性和高Pt使用的挑战.
- 开发具有较低Pt含量的高活性和稳定的催化剂是一个正在进行的研究目标.
研究的目的:
- 调查轻DHA的超低负载Pt和Zn功能化HZSM-5催化剂的催化性能.
- 评估这些新型双金属催化剂的活性,稳定性和潜在机制.
- 展示碳化合物转化催化的一种成本高效的方法.
主要方法:
- 使用离子交换和浸制备超低负载Pt和Zn功能化的HZSM-5催化剂.
- 在大气压下在550°C时测试乙脱水芳香化 (DHA) 的催化活性和稳定性.
- 使用一级通用功率定律方程模型来确定失效率的动力分析.
- 催化剂活性位点的特征,重点是形成[Pt-Zn]杂交.
主要成果:
- 超低负载 (0.001-0.05%重量) Pt和Zn功能化的HZSM-5催化剂对乙DHA具有很高的活性和稳定性.
- 0.001重量%的Pt-Zn2/HZSM-5催化剂达到8.2mol/gPt/min (1592min-1) 的特异活性,用于,和的生产.
- 双金属Pt-Zn/HZSM-5催化剂的稳定性显著提高,失活率常数高达单金属Pt/HZSM-5催化剂的120倍.
- 这种性能提升归因于ZSM-5热微孔中的[Pt-Zn]δ+混合的形成,抑制了不太稳定的Pt0-质子附的形成.
结论:
- 超低负载的Pt和Zn功能化的HZSM-5催化剂代表了成本效益高的碳化合物转化技术的突破.
- [Pt-Zn]混合的形成是实现轻DHA高活性和卓越稳定的关键.
- 这种方法为开发下一代具有最小贵金属含量的催化剂提供了有前途的途径.
