综合新闻 News
联系我们
  • 客服服务电话:021-64321087
  • 商业服务电话:13918059423
  • 技术服务电话:13918059423
  • 联系人:崔老师 
  • 服务邮箱:shxtb@163.com
  • 地址:上海市徐汇区桂林路100号8号楼107室

长春应化所张洪杰/宋术岩/汪啸团队Angew:稀土分子筛负载的Pt催化剂用于塑料加氢裂解

日期: 2024-01-18
浏览次数: 61

来源:X-MOL


塑料制品的广泛使用极大地促进了社会的发展,同时也带来了严重的环境和公共卫生问题。因此,塑料废弃物的化学升级利用已成为当今的研究热点。近年来,金属/酸双功能催化剂驱动的加氢裂化(Hydrocracking)新途径引起了研究人员的广泛关注,该方法集热解(Pyrolysis)和氢解(Hydrogenolysis)的优点于一体,反应条件温和、反应速率快、产物异构化程度高。从本质上讲,此反应为串联反应,包括金属位点的(脱)氢化反应和酸位点的烷烃异构化和裂解反应两步。然而,由于酸位点诱导C-C断裂的反应动力学缓慢,该反应仍然存在金属-酸平衡不匹配的问题,因此提高酸位点反应性具有重要意义。

众所周知,Y型沸石孔径大(~7.4 Å),酸位点多,在流体催化裂化(FCC)中被广泛应用。文献表明,将稀土(如Ce、La)掺入Y型沸石(称为REY)中,不仅可以增强骨架的热稳定性和水热稳定性,还可以增加酸位点的数量和强度。基于此,REY将是升级现有废塑料加氢裂化催化剂的可行选择。然而,与之相关的化学研究进展缓慢。

为解决上述问题,中国科学院长春应用化学研究所张洪杰/宋术岩/汪啸团队报道了一种高性能的加氢裂化催化剂,通过在Pt/HY催化剂中引入原子级Ce作为促进剂来提高酸位点的反应性,从而实现更好的金属-酸平衡。在300 °C下,Pt/5Ce-HY催化剂2小时内可以将低密度聚乙烯(LDPE)塑料完全转化,并实现对液体燃料80.9%的选择性。相比之下,Pt/HY催化剂的LDPE转化率仅为38.8%,液体燃料选择性为21.3%(图2)。

如图1所示,通过球差校正高分辨透射电子显微镜(STEM)研究了活性金属Pt和Ce的存在状态,结果显示Pt与Ce均匀分散在HY载体表面,HY表面出现部分亮点可归属为Pt纳米粒子,但Ce并未被直接观察到。随后通过同步辐射X射线吸收光谱(XAS)和X射线粉末衍射(XRD)证明Ce以单原子的形式分散在HY分子筛孔道里,并且每个Ce原子都与6个靠近的框架氧原子配位。

如图3所示,进一步通过改变HY中的Ce物种数量、吡啶吸附红外(Py-IR)和C16-程序升温脱附(C16-TPD)等实验,确定了占据在Y分子筛超笼中的Ce物种为实际活性位点,它们通过显著增强对短链中间体的吸附能力,加速了分子筛孔道内C-C二次裂解速度,从而促进反应进行(图4)。此类引入稀土作为促进剂的策略可能会对未来设计和制造更先进的塑料废物升级催化剂提供帮助。

这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上,文章通讯作者是中国科学院长春应化所的张洪杰院士、宋术岩研究员和汪啸研究员;文章第一作者是吴雪婷博士。



Hot News / 相关推荐
  • 2024 - 07 - 26
    点击次数: 49
    来源:铁钛合金在线2024年7月12日,由厦门稀土材料研究所申请的“一种稀土基锡酸盐高熵辐射制冷陶瓷材料及其制备方法和应用”(发明专利)获得公开。该专利发明人为陈涛;杨帆;陈恒;薛丽燕;潘燕羽,申请日期为2024-03-20,申请号为CN202410322545.8。本发明公开一种稀土基锡酸盐高熵辐射制冷陶瓷材料及其制备方法。本发明采用固相合成法制备稀土基锡酸盐高熵陶瓷材料,制备工艺简单,合成得到...
  • 2024 - 07 - 25
    点击次数: 61
    来源:中国科学院上海硅酸盐研究所钙钛矿太阳能电池作为一种新兴的光伏技术,其在光电转换效率方面取得的显著提升使之可以与发展多年的晶硅太阳能电池相媲美,单结钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已经达到26.7 %。钙钛矿太阳能电池不仅具有优异的光伏性能,而且制备成本低,生产工艺简单,应用场景广泛,为可再生能源的均衡化利用提供可能。但钙钛矿太阳能电池还有诸多材料科学问题有待深入研究。近日,中国科学院上海硅酸盐...
  • 2024 - 07 - 25
    点击次数: 81
    三效催化剂(Three-way catalysts)是汽车尾气污染控制的核心材料和关键技术。近年来,随着国家汽车尾气排放标准的不断加严以及节能型混合动力汽车的大力推广,对汽车尾气净化催化剂及催化材料提出了新的机遇和挑战。在三效催化剂中,Rh金属催化剂不仅对NO具有高效转化能力,而且具有抗烧结和抗硫中毒等积极效果,在实际应用中一直难以被取代。然而Rh金属资源十分宝贵和稀缺,对于催化剂中Rh金属的高效...
  • 2024 - 07 - 25
    点击次数: 25
    来源:论论资讯研究背景在全球范围内,水中氟离子浓度超过1.5mg L−1 的情况普遍存在,这会导致一系列健康问题。为了有效解决这一问题,科研人员一直在寻找新的材料来提高氟离子的吸附效率。本研究正是基于这一社会需求,探索了一种新型吸附剂的合成方法及其在氟离子去除中的应用。研究内容本研究通过强制水解法合成了一种含有镧氧氢氧化物/氢氧化物的吸附剂,并将其应用于氟离子的吸附。研究中,镧化合物通过沉淀法被引...
  • Copyright ©Copyright 2018  2020 上海市稀土协会 All Rights Reserved 沪ICP备2020034223号-1  沪公网安备 31010402010140号
    主办单位:上海市稀土协会 指导单位:上海市稀土材料开发应用办公室 承办单位:上海稀土产业促进中心 
    犀牛云提供企业云服务