Un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Pan Xiulian e dal Prof. Bao Xinhe del Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) ha scoperto il confinamento dinamico delle gabbie SAPO-17 sul controllo della selettività della conversione del syngas.

Questo studio è stato pubblicato su National Science Review il 26 luglio.

Nel 2016, il team ha proposto un nuovo concetto di catalizzatore basato su catalizzatori bifunzionali ossido metallico-zeolite (OXZEO), che ha consentito la conversione diretta del syngas in olefine leggere con elevata selettività.

In questo studio, i ricercatori hanno riportato l'effetto di confinamento dinamico delle gabbie zeotipiche, che controllavano la selettività del prodotto durante il periodo di induzione della conversione del syngas. Hanno aumentato la selettività dell'etilene dal 19% gradualmente al 44% mentre hanno diminuito C₄₊ selettività degli idrocarburi dal 39% al 9% entro le prime 22 ore di esercizio. Dopo il periodo di induzione, le prestazioni catalitiche si sono stabilizzate.

"Ciò è stato indotto dal graduale accumulo di specie carboniose all'interno delle gabbie SAPO-17 mentre la reazione procede. Ha portato a uno spazio libero gradualmente ridotto all'interno della gabbia", ha affermato il prof. Bao.

Hanno scoperto che il rapporto del coefficiente di diffusione di C₂ in C₄ era correlato negativamente con un Effective Space Coefficient (ESC), un descrittore che è stato definito per descrivere lo spazio effettivo all'interno della gabbia SAPO-17. Indicava una diffusione più ostacolata per C₄ rispetto a C₂ con lo spazio libero ridotto della gabbia. Inoltre, uno spazio libero ristretto ostacolerebbe anche la reazione secondaria dell'etilene e quindi gioverebbe a C₂ selettività.

"Questo studio rivela un effetto significativo del confinamento dinamico della gabbia SAPO-17 sulla selettività del prodotto", ha affermato il prof. Pan. Sebbene la maggior parte dei micropori fosse occupata (93%) al termine del periodo di induzione, il catalizzatore non era disattivato e funzionava in modo piuttosto stabile nella conversione del gas di sintesi.

Questo confinamento dinamico dovrebbe essere generale per un certo numero di reazioni che coinvolgono idrocarburi su zeoliti. La comprensione è essenziale per l'ulteriore progettazione di catalizzatori a base di zeoliti ad alte prestazioni per C₁ chimica e altre reazioni che coinvolgono idrocarburi. + Esplora ulteriormente

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