Selectieve hydrogenering van koolmonoxide (CO) tot hogere alcoholen (C₂₊ OH) is een veelbelovende niet-aardolieroute voor de productie van hoogwaardige chemicaliën, waarbij nauwkeurige regulatie van zowel C-O-splitsing als C-C-koppeling essentieel is.

Onlangs heeft een onderzoeksgroep onder leiding van prof. Deng Dehui en Assoc. Prof. Yu Liang van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) realiseerde, in samenwerking met prof. Wang Ye van de Universiteit van Xiamen, zeer selectieve CO-hydrogenering tot C_2-4

Deze studie is gepubliceerd in Nature Communications op 26 oktober.

De ER-MoS₂ -K-katalysator, geassembleerd in nano-array-morfologie met uniforme lineaire kanalen, werd bereid op basis van een nanokanaal-begrensd groeimechanisme.

De onderzoekers ontdekten dat het een hoge CO-conversie van 17% kon opleveren met een superieure C_2-4 OH-selectiviteit van 45,2% in gehydrogeneerde producten bij 240 °C en 50 bar. Bovendien door de laterale grootte van MoS₂ te verkleinen Om de randen te verrijken en de groei van de koolstofketen te stimuleren, bereikte de onderzoeker C_2-4 De selectiviteitsverhouding tussen OH en methanol verandert van 0,4 naar 2,2, en de selectiviteit van C_2-4 OH zou meer dan 99% kunnen bereiken in C₂₊ OH-producten.

Zwavelvacatures (SV's) aan de rand van MoS₂ stimuleerde de groei van de koolstofketen door tegelijkertijd de C-O-splitsing van CH_x te vergemakkelijken O* voor het genereren van CH_x * intermediair, en de daaropvolgende C-C-koppeling tussen CO* en CH_x *, terwijl de kaliumpromotor de desorptie van alcoholen bevorderde via elektrostatische interactie met hydroxylen, waardoor controleerbare vorming van C_2-4 mogelijk werd O.

"Ons werk presenteert de hoge flexibiliteit van edge-SV's van MoS₂ in het op maat maken van zowel C-O-splitsing als C-C-koppeling voor de groei van koolstofketens bij CO-hydrogenering, waardoor een prototype wordt geboden voor het rationele ontwerp van de nanostructuur en micro-omgeving van actieve plaatsen voor selectieve hydrogeneringsreacties, "zei prof. Deng.

Meer informatie: Jingting Hu et al., Edge-rijk molybdeendisulfide past de groei van koolstofketens aan voor selectieve hydrogenering van koolmonoxide tot hogere alcoholen, Nature Communications (2023). DOI:10,1038/s41467-023-42325-z

Journaalinformatie: Natuurcommunicatie

Aangeboden door de Chinese Academie van Wetenschappen