Een team van onderzoekers van de Northwestern University heeft een tandemkatalysator op nanoschaal ontwikkeld om tijdens dehydrogenering meer propyleen uit propaan te halen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , de groep beschrijft hun methode en de verbeteringen die ze in het gebruik ervan vonden. Chunlei Pei en Jinlong Gong van Tianjin University hebben een Perspectives-stuk gepubliceerd in hetzelfde tijdschriftnummer waarin de voordelen van tandemkatalyse en het werk van het team in Illinois worden geschetst.

Bedrijven die chemie gebruiken om producten te maken, hebben in de loop der jaren ontdekt dat het verminderen van het aantal stappen dat nodig is om hun producten te maken, vaak tot geldbesparingen leidt. Dit heeft ertoe geleid dat scheikundigen de mogelijkheid hebben onderzocht om meerdere stappen in afzonderlijke reacties te integreren - dergelijke tandemreacties omvatten opeenvolgende acties om de gewenste resultaten te bereiken. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een tandemreactie ontwikkeld om het aantal stappen te verminderen dat nodig is om propyleen te produceren tijdens dehydrogenering van propaan, en daarbij, verhoogde opbrengst hebben. Propyleen is een gasvormige koolwaterstof die wordt gebruikt om verschillende soorten polymeren te maken.

Het werk omvatte de ontwikkeling van een katalysator op nanoschaal die een deklaag gebruikte om verhoogde oppervlakte-oxidatie van waterstofatomen mogelijk te maken - de deklagen waren ongeveer 2 nanometer dik. Om de overjassen te maken, de onderzoekers gebruikten atomaire laagafzetting als middel om indiumoxide over Pt/Al . te laten groeien ₂ O ₃ - een bekende propaandehydrogeneringskatalysator. Dit veroorzaakte domeinkoppeling via de overdracht van waterstofatomen aan het oppervlak - en dat resulteerde in dehydrogenering van propaan tot propyleen door platina en verhoogde waterstofverbranding uit het indiumoxide. De onderzoekers merken op dat de oxidatie was verbeterd dankzij de poriën die zich in de overcoating ontwikkelden, waardoor een grotere blootstelling van de platina-nanodeeltjes mogelijk was - waterstofatomen aan het oppervlak werden beter geoxideerd op het platina-indiumoxide-interface. De onderzoekers ontdekten dat het gebruik van hun tandemkatalysator resulteerde in 75% propyleenselectiviteit en propaanomzetting van 40%, de opbrengst met ongeveer 30% verhogen. Pei en Gong suggereren dat de resultaten verder werk zouden moeten inspireren, zowel in de industrie als in de academische wereld, omdat het waarschijnlijk in veel andere toepassingen kan worden gebruikt.

© 2021 Science X Network