微孔沸石催化剂广泛用于精炼和石化行业，包括流体催化裂化，芳烃的烷基化和烷烃的异构化。沸石定义明确的微孔结构一方面赋予了其优异的择形催化性能，另一方面也使其具有很强的抗扩散性。扩散限制是影响沸石催化剂的活性，选择性和稳定性的主要因素，这是微孔中分子在外部晶体表面以及内部界面之间的迁移受到限制而引起的，其中的第一种类型的扩散阻力已广为人知，第二种类型虽然受到越来越多的关注，但其内部界面处的扩散壁垒仍然不清楚。近日，华东理工大学Guanghua Ye，伦敦大学学院Marc-Olivier Coppens等团队合作，以Pt/Beta沸石催化的正庚烷异构化为模型系统，探讨了内部扩散障碍在沸石催化中的作用。作者合成了两种Pt/Beta沸石催化剂，其具有相同的Pt负载量(0.5 wt%)，相似的Beta沸石粒径和酸度，但内部结构不同。实验发现，没有观察到内部界面的Pt/Beta沸石晶体与具有多内部界面的Pt/Beta沸石晶体相比，其活性可以高出180％，选择性可以高出22％。作者通过直接比较了两个Beta沸石样品的表观扩散率，认为催化性能的差异可以仅归因于跨内部界面大的传输障碍。该工作讨论了一种探索亚微米/纳米尺寸沸石内部扩散障碍的策略，结果清楚地表明，在开发用于催化的沸石材料时应考虑内部扩散障碍的作用。
Zhongyuan Guo, Guanghua Ye, Marc-Olivier Coppens*, et al. Understanding the Role of Internal Diffusion Barriers in Pt/Beta Zeolite Catalyzed Isomerization of n‐Heptane. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201913660
