Des chercheurs adaptent un catalyseur de groupe principal avec des sites atomiquement dispersés pour une déshydrogénation oxydative très efficace
Les oxydes de métaux de transition sont un type de catalyseurs pour la déshydrogénation oxydative des alcanes. Cependant, ils souffrent d'un rendement inférieur en alcènes en raison du compromis entre conversion et sélectivité induit par des alcènes plus réactifs que les alcanes.
Schéma de l'environnement de coordination local du site In isolé et proposition de processus de déshydrogénation oxydative sélective sur un catalyseur In de groupe principal
JACS
Récemment, un groupe de recherche dirigé par les professeurs WANG Xiaodong et ZHANG Tao du Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) a proposé et démontré un nouveau concept permettant d'obtenir des rendements élevés en alcènes en régulant l'activation du catalyseur intrinsèquement sélectif pour les alcanes de la faiblesse à la force.
Cette étude a été publiée dans le Journal of the American Chemical Society le 25 août.
Les chercheurs ont conçu un catalyseur de groupe principal avec des sites In atomiquement dispersés pour résoudre le dilemme du compromis entre l'activité et la sélectivité dans le processus de déshydrogénation oxydative.
Ce nouveau catalyseur a présenté une sélectivité de plus de 80 % pour leC2H4à environ 80 % de conversion duC2H4, ce qui a permis d'obtenir un rendement enC2H4de plus de 60 %, ce qui a surpassé les catalyseurs à base d'oxyde de métal de transition les plus récents.
De plus, les chercheurs ont découvert que les sites [InOH]2+ dispersés de manière atomique et ancrés en substituant les protons des supercages dans le HY permettaient l'activation de l'éthane en abaissant de manière significative la barrière de dissociation de l'éthane et que leur structure pouvait être stabilisée parH2Oformé par l'oxydation sélective de l'hydrogène par les nanoparticules d'In2O3, présentant ainsi d'excellentes performances pour la déshydrogénation oxydative de l'éthane.
"Notre étude ouvre de nouvelles possibilités pour l'utilisation des éléments du groupe principal et ouvre la voie à une conception plus rationnelle des catalyseurs pour une catalyse d'oxydation sélective hautement efficace", a déclaré le professeur WANG.
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