三方Mo3VOx(Tri-MoVO)晶体催化剂是由{Mo6O21}6−五方单元和八面体{Mo6}单元构成,并在晶体结构中形成六边形和七角形通道。Tri-MoVO是一种催化丙烯醛(ACR)选择性氧化生成丙烯酸(AA)的活性极高的催化剂,其七角形通道周围的局部结构起着催化作用。
近日,日本神奈川大学Wataru Ueda,Satoshi Ishikawa报道了在不改变Tri-MoVO晶体结构的前提下,引入了工业上广泛使用的Mo-V基复合氧化物催化剂(W和Cu)中的助剂元素。
文章要点
1)研究发现,W取代Mo位于五方单元位点,Cu位于七角形通道微孔拐角的晶格氧间隙中,从而形成包含四种组成元素的复杂晶体结构。
2)W的引入促进了水的解离吸附,即使在降低反应气体水压的情况下,也能在不改变AA选择性的情况下提高ACR的转化率。Cu的引入使AA选择性从93−94%提高到97%左右。
3)根据Tri-MoVWCuO与工业应用的Mo−V基复合氧化物催化剂的结构和元素的相似性,研究人员认为,Tri-MoVWCuO是ACR选择性氧化的真正催化活性结构。
参考文献
Satoshi Ishikawa, et al, True Catalytically Active Structure in Mo−V-Based Mixed Oxide Catalysts for Selective Oxidation of Acrolein, ACS Catal. 2021
DOI: 10.1021/acscatal.1c01570
https://doi.org/10.1021/acscatal.1c01570