王亮/肖建平/劉晰Chem:Co/S-1催化乙烷脫氫 2022年12月13日 上午10:03 ? 頂刊 ? 閱讀 73 從機械輔助自發(fā)分散得到的硅質(zhì)沸石中分離鈷的催化劑 乙烷催化脫氫法(EDH)是利用頁巖氣制取乙烯的一種很有前景的工藝,但由于非氧化途徑的催化劑活性不足,目前的工藝中乙烯的產(chǎn)率大多低于1.5 KgC2H4 Kgcat-1 h-1。 基于此,浙江大學(xué)王亮研究員、中科院大連化學(xué)物理研究所肖建平研究員和上海交通大學(xué)劉晰副教授(共同通訊作者)等人報道了一種從機械輔助自發(fā)分散得到的硅質(zhì)沸石中分離鈷的催化劑(Co/S-1)。 Co/S-1可作為一種非氧化EDH催化劑,在快速進氣的熱力學(xué)限制轉(zhuǎn)換水平下,產(chǎn)生13.4 KgC2H4 Kgcat-1 h-1的乙烯生產(chǎn)率,優(yōu)于以往的非貴金屬催化劑,甚至優(yōu)于PtSn/Al2O3催化劑。 DFT計算,以深入了解H2CoS-1位點的EDH過程。對這些結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進行評價,并可由模型體系中H(μH)和Co(μCo)的化學(xué)勢的熱力學(xué)相圖表示。 富H區(qū)(圓形點)和貧H區(qū)(三角形)分別對應(yīng)于氫和水/氧的μH。μCo指的是CoCl2和HCl(Co-rich)或Cl2(Co-poor)。分子篩中的金屬Co位點可被排除在外,因為在相圖的寬窗口中有較高的形成能。 此外,雖然具有Co位點的結(jié)構(gòu)在相圖上也很穩(wěn)定,但它需要相對豐富的Co物種組成,在Co含量如此低的Co/S-1-aw中可以忽略不計。 在H2CoS-1上,乙烷脫氫到乙基(C2H5*)的第一步以約1.5 eV的動力學(xué)勢壘(Ga)進行,這是最佳路徑中需要克服的最高勢壘,在實驗溫度(863 K)下應(yīng)該可以克服。 注意,在一次脫氫過程中形成了一個新的羥基(H吸附在O位點上),可以立即與H2CoS-1上的一個氫原子結(jié)合,形成具有2.28 eV高動力學(xué)勢壘的H2。另外,在H2析出之前發(fā)現(xiàn)了更容易的C2H5*轉(zhuǎn)化。 Rivet of cobalt in siliceous zeolite for catalytic ethane dehydrogenation. Chem, 2022, DOI: 10.1016/j.chempr.2022.10.026. https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.10.026. 原創(chuàng)文章,作者:華算老司機,如若轉(zhuǎn)載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.xiubac.cn/index.php/2022/12/13/4e3ebfec99/ Chem催化肖建平 贊 (0) 0 生成海報 相關(guān)推薦 南策文院士最新AEM封面!循環(huán)兩萬圈! 2023年10月10日 北科大宿彥京ACS AMI: 多目標(biāo)機器學(xué)習(xí)輔助發(fā)現(xiàn)優(yōu)異熱穩(wěn)定性的熒光粉 2023年10月13日 ?宋波/金松Nature子刊:兼顧活性和穩(wěn)定性!非貴金屬氧化物用于酸性O(shè)ER 2023年10月15日 南科大AEM:重新審視氫在富鋰反鈣鈦礦固體電解質(zhì)中的作用 2023年10月10日 AFM:耦合不對稱雙原子用于將光催化CO2還原為乙酸 2023年11月1日 最新Science:新催化劑揭示水在綠色氫氣生產(chǎn)中的隱藏力量 2024年7月5日