国产三级精品三级在线观看,国产高清无码在线观看,中文字幕日本人妻久久久免费,亚洲精品午夜无码电影网

黃文裕教授最新Nature Catalysis：當(dāng)顆?？s小至3納米，氧化鋯催化劑可媲美鉑！

成果介紹

碳-碳鍵裂解反應(yīng)，適用于解構(gòu)脂肪族烴聚合物和回收塑料廢物中的固有能量和碳值，該反應(yīng)通常需要由金屬納米顆?；蚩諝饷舾杏袡C(jī)金屬進(jìn)行催化。另一方面，作為催化劑載體的金屬氧化物通常被認(rèn)為是惰性的。

愛(ài)荷華州立大學(xué)黃文裕教授、Aaron D. Sadow教授，南卡羅來(lái)納大學(xué)Andreas Heyden教授等人發(fā)現(xiàn)一種在地球上儲(chǔ)量豐富的、且難以還原的氧化鋯在催化聚烯烴的加氫裂化反應(yīng)中顯示出異常行為，其活性可與貴金屬納米顆粒相媲美。

為了利用這種不尋常的反應(yīng)性，作者將超小的非晶氧化鋯納米顆粒定位在兩個(gè)融合的介孔二氧化硅的小孔之間。大分子通過(guò)徑向介孔從體相遷移到高活性氧化鋯顆粒，在那里，鏈發(fā)生選擇性氫化裂解作用，形成一個(gè)窄的C₁₈中心分布。

計(jì)算表明，在具有不飽和表面位點(diǎn)的Zr(O)₂吸附原子模型中，C-H鍵在Zr-O鍵上的異裂形成了一個(gè)烴基鋯，通過(guò)β-烷基消除形成C-C鍵。

相關(guān)工作以Ultrasmall amorphous zirconia nanoparticles catalyse polyolefin hydrogenolysis為題在Nature Catalysis上發(fā)表論文。

圖文介紹

圖1. 構(gòu)建L-ZrO₂@mSiO₂

本文證明了將超小無(wú)定形氧化鋯納米顆粒(L-ZrO₂)共價(jià)嵌入二氧化硅、夾在兩個(gè)介孔之間的空隙中(L-ZrO₂@mSiO₂)，可在聚乙烯的氫解中顯示出前所未有的活性。該結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了氧化鋯的催化活性，使其與Pt/C相當(dāng)，并提高了其對(duì)液體產(chǎn)物的選擇性。

將超微ZrO_x(OH)_4-2x納米顆粒分散在氧化石墨烯片上，在ZrO_x(OH)_4-2x/氧化石墨烯上生長(zhǎng)mSiO₂層，對(duì)所得材料進(jìn)行洗滌和煅燒以去除結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑。經(jīng)ICP-MS分析，L-ZrO₂@mSiO₂顯示ZrO₂負(fù)載量為4.7%。

圖2. ZrO₂催化劑的電子顯微鏡和X射線(xiàn)吸收光譜表征

L-ZrO₂@mSiO₂的低倍率STEM圖像顯示了其分離的顆粒分散形態(tài)，橫向尺寸從數(shù)百納米到幾微米不等。高倍圖像顯示，介孔二氧化硅納米板的孔徑為3.4±0.4 nm。值得注意的是，用超微切片儀制備的L-ZrO₂@mSiO₂顆粒截面的STEM圖像清楚地顯示出一條薄(~3 nm)的亮帶，通過(guò)元素映射確定為兩塊35 nm厚的mSiO₂薄片之間存在高濃度的Zr元素。mSiO₂中的介孔垂直于納米板排列，ZrO₂顆粒的直徑為3.0±0.5 nm。高分辨率圖像進(jìn)一步揭示了ZrO₂和mSiO₂都缺乏長(zhǎng)程有序。

黃文裕教授最新Nature Catalysis：當(dāng)顆粒縮小至3納米，氧化鋯催化劑可媲美鉑！

圖3. ZrO₂催化劑的固態(tài)核磁共振譜

圖4. 各催化劑的加氫裂解反應(yīng)性能

圖5. 在ZrO₂上進(jìn)行鍵活化過(guò)程的DFT計(jì)算

圖6. 烴類(lèi)氫解的機(jī)理模型

綜上所述，本文對(duì)L-ZrO₂@mSiO₂的合成、光譜和機(jī)理研究，使地球上豐富的、不可還原的金屬氧化物(Zr、Si和O)在催化碳?xì)渚酆衔锏倪x擇性加氫裂解顯示出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

L-ZrO₂@mSiO₂的合成表明，ZrO_x(OH)_4-x納米顆粒在介孔二氧化硅生長(zhǎng)和核心定位納米顆粒催化結(jié)構(gòu)生成所必需的水解條件下是穩(wěn)定的。

此外，通過(guò)將無(wú)定形鋯納米顆粒共價(jià)包埋在介孔二氧化硅壁上，穩(wěn)定了催化所需的配位不飽和表面位點(diǎn)。這些位點(diǎn)在DFT計(jì)算中被模擬為Zr(O)₂表面物種，介導(dǎo)C-C鍵的氫化反應(yīng)，其活性與Pt/C相當(dāng)。

一系列催化劑活性的定量比較是基于H₂消耗或被裂解的C-C鍵的數(shù)量與整個(gè)烴類(lèi)Mn的變化之間的關(guān)系，這是由氣體、液體和固體組成的詳細(xì)表征確定的。這一定量比較表明，用L-ZrO₂@mSiO₂觀察到的催化增強(qiáng)不僅僅是小晶體ZrO₂與mSiO₂的結(jié)合，正如ZrO₂– 6/mSiO₂的活性較差所示。

此外，L-ZrO₂@mSiO₂比本研究中研究的其他鋯基催化劑具有優(yōu)勢(shì)的選擇性。長(zhǎng)鏈在孔中的排列，聚合物在二氧化硅壁上的非解離吸附，以及較小的產(chǎn)物通過(guò)兩個(gè)介孔二氧化硅板之間的空隙空間逸出，這些都有助于提高選擇性。

文獻(xiàn)信息

Ultrasmall amorphous zirconia nanoparticles catalyse polyolefin hydrogenolysis ，Nature Catalysis，2023.

https://www.nature.com/articles/s41929-023-00910-x

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/12/2ccf369752/

国产三级精品三级在线观看,国产高清无码在线观看,中文字幕日本人妻久久久免费,亚洲精品午夜无码电影网

黃文裕教授最新Nature Catalysis：當(dāng)顆粒縮小至3納米，氧化鋯催化劑可媲美鉑！

相關(guān)推薦

黃文裕教授最新Nature Catalysis：當(dāng)顆粒縮小至3納米，氧化鋯催化劑可媲美鉑！