De direct katalytische oxidatie van alkanen heeft een hoge atomaire economie en toepassingswaarde om overeenkomstige chemische organische producten zoals alcoholen te vormen, aldehyden, ketonen en carbonzuur. Het is een uitdaging om efficiënte en selectieve oxidatie van alkanen onder milde omstandigheden te bereiken vanwege de inerte C-H-bindingen van alkanen.

Veel onderzoekers hebben een reeks op ijzer gebaseerde katalysatoren ontwikkeld om het biologische alkaanmono-oxygenase met ijzercentrumatomen te simuleren. Echter, traditionele methoden, zoals impregnatie methode, ionenuitwisselingsmethode, enzovoort., zijn moeilijk om de dispersie en de afzettingspositie van ijzersoorten op de katalysatordrager te beheersen.

Over het algemeen, ijzersoorten kunnen gemakkelijk de H . vervangen ⁺ van Brønsted acid sites om het aantal Brønsted acid sites te verminderen, en veel soorten ijzersoorten zullen worden gevormd op andere verschillende potentiële locaties van ZSM-5 (Lewis-zuurlocaties en defectlocaties, enzovoort.). Het naast elkaar bestaan ​​van meerdere actieve centra op de katalysator is een van de belangrijkste redenen voor de lage selectiviteit.

Atomic Layer Deposition (ALD) is een geavanceerde dunnefilmtechnologie door enkellaagse chemisorptie en reactie van dampprecursoren op het oppervlak van substraten met atomaire en moleculaire controleprecisie.

Onlangs, Dr. Bin Zhang en collega's van het Institute of Coal Chemistry, Chinese Wetenschapsacademie, rapporteer een algemene strategie om selectief sterk gedispergeerde Fe-soorten in de microporiën van ZSM-5 te deponeren om FeOx / ZSM-5-katalysatoren te bereiden.

De verkregen FeOx/ZSM-5-katalysatoren hebben een hoge selectiviteit voor cyclohexanon (92%-97%), en de katalysatoractiviteit is significant hoger dan die van de katalysatoren op ijzerbasis die in de literatuur worden vermeld. Ferroceen (Fe(Cp)2) wordt gebruikt als voorloper voor de afzetting, aangezien de kinetische diameter ervan kleiner is dan de poriegrootte van ZSM-5. Het raamwerk van ZSM-5 en de Brønsted-zuurplaatsen zijn intact tijdens ALD, en de Fe-soorten worden selectief afgezet op de defecte en Lewis-zuurplaatsen van ZSM-5. het laden, grootte en elektronische oppervlaktetoestand van FeOx-soorten kunnen nauwkeurig worden gecontroleerd door alleen ALD-cycli te veranderen. Het Fe-gehalte in de FeOx/ZSM-5-katalysator neemt lineair toe met de toename van ALD-cycli. Fe-O-Si-bindingen worden dominant gevormd over FeOx/ZSM-5 met een lage belasting van Fe, terwijl FeOx-nanodeeltjes worden gegenereerd bij een hoge Fe-lading. Vergeleken met de FeOx-nanodeeltjes, de Fe-O-Si-soort voert een hogere omzetfrequentie en stabiliteit uit in de oxidatiereactie.