?清華/首師大/南林JACS:Co-N-Ni催化聚苯乙烯廢料加氫制乙苯 2023年10月2日 上午12:31 ? 頭條, 百家, 頂刊 ? 閱讀 14 回收廢塑料需要將塑料降解成小分子,但是各種產(chǎn)品廣泛使用傳統(tǒng)的方法解聚聚苯乙烯(PS),如催化熱解和氫解。 基于此,清華大學(xué)王定勝副教授、首都師范大學(xué)孫文明副教授、南京林業(yè)大學(xué)王佳副教授等人報(bào)道了一種N橋接Co, Ni雙原子(Co-N-Ni)催化劑,用于通過加壓串聯(lián)固定床反應(yīng)器將廢棄PS塑料轉(zhuǎn)化為乙苯。Co-N-Ni催化劑的PS轉(zhuǎn)化率為95 wt%,乙苯產(chǎn)率為92 wt%,明顯優(yōu)于相應(yīng)的單原子催化劑,能夠降解真正的PS塑料。 通過DFT計(jì)算,作者研究了Co-N-Ni在苯乙烯加氫過程中優(yōu)異性能的來源。作者推斷了活性位點(diǎn)的N3-Co-N-Ni-N3構(gòu)型,并篩選了苯乙烯的許多初始吸附構(gòu)型。根據(jù)苯乙烯在N3-Co-N-Ni-N3上最穩(wěn)定的吸附構(gòu)型,苯乙烯分子傾向于通過C=C鍵吸附在Co位點(diǎn)上,吸附能為-0.84 eV,而不是同時(shí)吸附在Co和Ni位點(diǎn)上,因此C=C基團(tuán)原則上是氫化反應(yīng)的活性基團(tuán)中心。 Ni原子的存在以及Co和Ni原子之間的適當(dāng)距離優(yōu)化了苯乙烯的吸附構(gòu)型,而苯乙烯在Co-N4位點(diǎn)上的吸附能為-0.66 eV,不能有效吸附在Ni-N4位點(diǎn)上。 此外,綜合第一和第二H原子的吸附位點(diǎn)和H原子的攻擊方向(α-C或β-C),存在兩種合理的反應(yīng)路徑。在路徑I(紅色線)中,第一個(gè)H原子吸附在c-N上并攻擊β-C,第二個(gè)H原子吸附在d-N上,并加氫成α-C,過渡態(tài)的能壘分別為0.90和0.74 eV。 在路徑II(紫色線)中,第一個(gè)H原子吸附在d-N上并攻擊α-C,第二個(gè)H原子吸附在b-N上,并加氫成β-C,過渡態(tài)的能壘分別為0.12和0.80 eV。在N3-Co-N-Ni-N3位點(diǎn)的第一次加氫中存在一個(gè)小的能壘,反映了Co-N-Ni在苯乙烯加氫中的優(yōu)勢。 Polystyrene Waste Thermochemical Hydrogenation to Ethylbenzene by a N-Bridged Co, Ni Dual-Atom Catalyst. J. Am. Chem. Soc., 2023, DOI: 10.1021/jacs.3c05184. 原創(chuàng)文章,作者:Gloria,如若轉(zhuǎn)載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/02/9c298f55a7/ 催化 贊 (0) 0 生成海報(bào) 相關(guān)推薦 計(jì)算+實(shí)驗(yàn)頂刊集錦:韓布興、張兵、葉立群、侯軍剛、蔣青等計(jì)算成果 2023年10月8日 白正宇A(yù)FM: 晶面應(yīng)變策略起大作用!助力單原子Fe-N-C催化劑高效催化ORR 2023年11月7日 武培怡Joule:具有非凡韌性和高功率密度的雙網(wǎng)絡(luò)熱電池 2023年11月3日 中山大學(xué)歐陽鋼鋒團(tuán)隊(duì),最新AM! 2024年5月11日 南洋理工范紅金教授EnSM:基于3D親鋅微支架實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的鋅沉積! 2023年10月9日 清華大學(xué)王訓(xùn)/暨南大學(xué)陳填烽,最新Angew! 2024年5月2日