Overgangsmetaaloxiden zijn katalysatoren voor de oxidatieve dehydrogenering van alkanen. Ze lijden echter aan een inferieure alkeenopbrengst als gevolg van de wisselwerking tussen conversie en selectiviteit die wordt veroorzaakt door reactievere alkenen dan alkanen.

Onlangs heeft een onderzoeksgroep onder leiding van prof. Wang Xiaodong en prof. Zhang Tao van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) een nieuw concept voorgesteld en gedemonstreerd om hoge alkeenopbrengsten te bereiken door de activering te reguleren. van intrinsiek selectieve katalysatoren voor alkanen van zwakte naar sterkte.

Deze studie is gepubliceerd in Journal of the American Chemical Society op 25 aug.

De onderzoekers ontwierpen een hoofdgroepkatalysator met atomair gedispergeerde In-sites om het dilemma van de wisselwerking tussen activiteit en selectiviteit in het oxidatieve dehydrogeneringsproces te ontwarren.

Deze nieuwe katalysator vertoonde meer dan 80% C₂ H₄ selectiviteit rond 80% C₂ H₄ conversie, waardoor meer dan 60% C₂ . wordt behaald H₄ opbrengst, die beter presteerde dan de state-of-the-art overgangsmetaaloxidekatalysatoren.

Bovendien ontdekten de onderzoekers dat atomair gedispergeerde [InOH] ²⁺ sites verankerd door de protonen van superkooien in HY te vervangen, maakten de activering van ethaan mogelijk door de barrière van ethaandissociatie aanzienlijk te verlagen en hun structuur kon worden gestabiliseerd door H₂ O gevormd door selectieve oxidatie van waterstof door In₂ O₃ nanodeeltjes, waardoor ze uitstekende prestaties vertonen voor oxidatieve dehydrogenering van ethaan.

"Onze studie ontsluit nieuwe mogelijkheden voor het gebruik van elementen uit de hoofdgroep en effent de weg naar een rationeler ontwerp van katalysatoren voor zeer efficiënte selectieve oxidatiekatalyse", aldus prof. Wang. + Verder verkennen

Onderzoekers stellen nieuwe strategie voor om methaanhydroxylering te verbeteren