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郭新闻和宋春山教授团队中空沸石封装金属催化材料最新进展

时间:2016-11-21 09:06来源:化工学院 作者: 点击:

 

沸石由于其具有可调节的酸性,优异的孔道择形性和水热稳定性,常用于吸附、分离和催化等领域。近年来,封装金属等活性组分的沸石在产物择形和金属的抗烧结等方面表现出优异的性能,受到人们的广泛关注。

化工学院、精细化工国家重点实验室郭新闻和宋春山教授团队,采用TPAOH处理法设计合成了形貌规整的中空或三维大孔S-1,并提出了其形成机理(Chem. Mater. 2013, 25, 4197-4205);将HPW以及CuO-PdNiO-PtFe2O3-CuO封装到中空S-1的空腔内部,分别在乙酸乙酯合成(Chem. Commun. 2014, 50, 4846-4848)、Suzuki偶联(RSC Adv. 2015, 5, 40297-40302)、甲烷干重整(J. Mater. Chem. A 2015, 3, 16461-16468)等反应中体现出良好的活性、选择性或稳定性。此外,该团队设计并合成了形貌规整且表面富硅的中空ZSM-5沸石,在联苯的甲基化反应中,同时提高了联苯的转化率和目标产物的选择性(Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 7479-7487)。

最近,该团队在已有工作的基础上,设计合成了一种封装氧化铁颗粒的中空ZSM-5微囊团聚体,该团聚体由封装氧化铁颗粒的纳米中空沸石组成,具有微孔(0.4-0.6 nm)、介孔(5-17 nm)、大孔(约350 nm)三级孔道结构。该多级结构有利于反应物和产物的扩散,同时提高了氧化铁的分散度(3-4 nm),并抑制了金属在高温下(800℃)的烧结。在苯酚降解反应中,与传统浸渍法制备的Fe2O3/nano-S-1相比,反应活性提高了两个数量级,且催化剂在苯酚转化率接近100%的情况下可以重复使用5次。使用该策略,同时合成了封装Fe-Pt双金属的中空ZSM-5微囊团聚体。相关研究结果发表在ACS Nano上(ACS Nano, 2016, 10, 7401-7408

 

该系列工作得到了国家重点基金(21236008)及国家“千人计划”项目的资金支持。

 

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