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您的位置:首頁>儀器儀表資訊>實驗室動態> 大連化物所等實現乙烷非氧化脫氫制乙烯機理的模型統一

大連化物所等實現乙烷非氧化脫氫制乙烯機理的模型統一

發布時間:2020/9/21編輯:Ma Liang 人氣:2341


阿儀網 實驗室動態】近日,中國科學院大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室理論催化創新特區研究組研究員肖建平團隊與浙江大學教授肖豐收、研究員王亮團隊合作,在乙烷非氧化脫氫制乙烯研究中取得新進展。

  乙烯和丙烯等低碳烯烴是現代化學工業的重要原料。通過低碳烷烴脫氫,有望實現頁巖氣直接生產低碳烯烴,具有重要的研究價值。金屬鐵(Fe)催化劑曾被用于非氧化脫氫反應,但其存在積碳嚴重的問題。而通過分子篩S-1改性的Fe-S-1,在非氧化脫氫反應中表現出較好的活性和抗積碳能力。因此,理解Fe和Fe-S-1的差異,以及從理論上統一金屬和分子篩催化劑的不同機理較為重要。

  該工作通過研究兩個維度的描述符(*C2H4和*H的吸附自由能),構建反應相圖,統一Fe和Fe-S-1催化劑不同的反應機理。研究發現,金屬催化劑Pt、Pd和PtSn的本征活性(轉化率)受反應第一步乙烷脫氫(R1)的限制,而Fe位于R1、R3(乙烯脫附)和R4(氫氣脫附)的交點處,即Fe的催化性能會受到上述三個步驟的同時影響。對于沸石S-1改性的催化劑,Ni-S-1和Cu-S-1的速率限制步驟是R4,而Fe-S-1恰好位于R1和R4的交界處,其相對較弱的H*吸附使得更容易生成氫氣和脫附。該研究通過微觀動力學模型從理論上統一金屬和分子篩體系的反應收率,為非氧化脫氫反應催化劑的設計提供新方向。

  相關成果發表在《美國化學會志》(J. Am. Chem. Soc.)上。研究工作受到國家自然科學基金、中科院戰略性先導科技專項(B類)和遼寧省“興遼英才計劃”等的支持。

微信號:ayiwangapp17

(來源: 中國科學院科技產業網 )

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