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乙炔催化加氫的反應式

圖文 更新时间:2024-07-21 12:16:50

乙炔催化加氫的反應式(提出乙炔選擇性加氫催化劑設計新策略)1

乙炔選擇性加氫催化劑設計概念圖

近日,華東理工大學化工學院、化學工程聯合國家重點實驗室催化反應工程團隊在乙炔選擇性加氫Pd催化劑次表面結構調控和Ni催化劑活性位點設計方面取得研究進展,相關成果分别發表于中國工程院院刊《工程》和《德國應用化學》。

研究人員從金屬催化劑次表面結構調控入手,采用XAS、原位XRD、程序升溫技術和DFT計算相結合的研究方法,發現了以納米炭材料為載體制備的Pd催化劑次表面存在C原子。通過向炭載體中引入石墨氮物種,進一步調變Pd活性位點電子結構,将乙烯選擇性進一步提高約30%。同時,從金屬催化劑活性位點設計入手,創新提出通過構築結構穩定、長程有序Ni-Ga金屬間化合物實現Ni活性位點原子級精準調控策略。

理論計算結果表明,相比于Ni和Ni5Ga3催化劑,NiGa催化劑中Ni活性位點被Ga完全隔離,使得乙炔和乙烯分子以π鍵模式擇優吸附,表現出顯著提高的乙烯選擇性;實現了粒徑相似Ni、Ni5Ga3和NiGa納米催化劑的可控制備,發現NiGa金屬間化合物催化劑中Ni活性位點處于完全孤立狀态,且乙炔和乙烯分子通過π鍵構型吸附。性能考評結果表明,Ni位點完全隔離的NiGa催化劑乙烯選擇性顯著高于對比催化劑,證實了理論預測結果。(潘聰聰 黃辛)

來源: 《中國科學報》

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