尽管氧化物-沸石(OXZEO)双功能催化剂的接近程度在合成气转化为轻烯烃中起着关键作用。然而,目前人们尚没有很好的阐明其潜在机制,同时最佳接近程度也有待确定。
近日,中科院大连化物所潘秀莲研究员,包信和院士报道了以ZnCrOx-SAPO-34和MnOx-SAPO-34为例,揭示了由于减少了传质限制,缩短了与减小到微米尺寸的颗粒的接近度,从而有利于催化反应。
文章要点
1)在ZnCrOx-SAPO-34催化剂上,CO转化率达到60.0%,轻烯烃选择性为75.5%,轻烯烃时空产率为0.24 g gcat-1 h-1。
2)研究发现,在纳米尺度下由于金属物种的迁移和中间交换,不同的活性中心之间可能会发生相互作用,这可能会显著改变它们的性质。例如,在反应条件下,锌物种迁移到SAPO-34上,形成Zn-OH,优先于Brønsted酸中心,这导致了由于强化加氢而导致低碳烯烃选择性的下降。同时,可以利用含有较少酸性中心的沸型上进行缓解。相比之下,MnOx在反应条件下不发生迁移,同时MnOx-SAPO-34催化剂的低碳烯烃选择性则表现出“越近越好”的特点。
这些发现对进一步开发类似的双功能催化剂具有重要意义。
参考文献
Yi Ding, et al, Effects of Proximity-Dependent Metal Migration on Bifunctional Composites Catalyzed Syngas to Olefins, ACS Catal. 2021
DOI: 10.1021/acscatal.1c01649
https://doi.org/10.1021/acscatal.1c01649