化学学院马丁课题组完成Pt基催化剂抗一氧化碳中
来源:冯潇霆网 发表于2019-07-25 21:16:43 编辑:詹姆斯
摘要: 催化加氢进程是现代工业的重要进程,是清洁燃料和高阶化学品出产中的关键步骤。经预算,催化加氢在整个化学工业体系中占比超越30%。在催化加氢工业

催化加氢进程是现代工业的重要进程,是清洁燃料和高阶化学品出产中的关键步骤。经预算,催化加氢在整个化学工业体系中占比超越30%。在催化加氢工业进程中,尽管运用粗氢作为氢源具有工业设备简略、更高的经济性等特色,可是粗氢中含有的少数一氧化碳(从几百到几千ppm)会形成加氢催化剂很快失活。这部分ppm量级的CO因为和贵金属催化剂具有很强的相互作用,在催化反响进程中占有催化活性位,然后使得反响物分子无法在催化剂外表吸附而导致催化剂中毒失活。因而,现代催化加氢进程一般运用更为贵重而且工业设备更为杂乱的高纯氢体系作为氢源。开展新式高效贵金属催化剂,进步贵金属催化剂对CO耐受度,甚至直接使用粗氢进行低温催化加氢反响,然后下降加氢本钱和工业催化设备的杂乱性是该研讨范畴的严重应战。

Pt/α-MoC及Pt/C 催化剂在含有不同CO浓度反响气氛和溶剂中的催化硝基苯加氢活性比较

北京大学化学与分子工程学院/工程科学与新式技能高精尖立异中心马丁教授课题组与中国科学院大学周武研讨员课题组、山西煤化所/中科组成油温晓东研讨员课题组协作,经过对Pt/α-MoC催化剂电子性质的准确调控,即经过定向操控碳化钼基底和负载于其上的原子级涣散的Pt物种间的电子搬运,完成对CO与Pt前哨轨迹相互作用的调变,成功弱化了CO在贵金属Pt上的吸附。他们将该催化剂应用于以含有100-1000 ppmCO的氢气为氢源的硝基苯催化加氢反响中,完成了Pt基催化剂抗CO中毒催化加氢功能,而这是传统Pt基催化剂所不具备的特性。在更具应战的硝基苯衍生物选择性加氢反响中,该催化剂表现出高效的选择性加氢功能,特别是对硝基苯乙烯和硝基苯乙炔的加氢选择性均高达 99.9%,使得反响产品无需再经别离提纯,可削减高阶化学品出产的工序并下降本钱。更值得一提的是,该催化剂在水为溶剂的催化加氢进程中完成了全浓度抗CO中毒的加氢功能,而且保持了较高催化活性(~3400 h-1)和优异的循环稳定性。这项研讨拓荒了使用粗氢、重整气甚至CO+H2O等多种氢源直接用于高效选择性加氢反响的新途径。该研讨成果以“”为题于2019年2月25日发表于Nature Nanotechnology。

抗CO中毒催化加氢示意图

这项研讨得到国家自然科学基金、科技部要点研制方案、中国科学院等赞助;研讨进程中还得到上海光源姜政的大力协助及中科组成油技能有限公司的赞助。马丁和周武、温晓东为该文章的一起通讯作者,榜首作者为北京大学博士后林丽利、已结业博士姚思宇和内蒙古大学高瑞教授。

 

化学学院马丁课题组完成Pt基催化剂抗一氧化碳中毒催化加氢进程

 

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