Los investigadores diseñan un catalizador del grupo principal con sitios atómicamente dispersos para una deshidrogenación oxidativa altamente eficiente
Los óxidos de metales de transición son un tipo de catalizadores para la deshidrogenación oxidativa de alcanos. Sin embargo, sufren de un rendimiento inferior de los alquenos debido a la compensación entre la conversión y la selectividad inducida por alquenos más reactivos que los alcanos.
Esquema del entorno de coordinación local del sitio de In aislado y propuesta del proceso de deshidrogenación oxidativa selectiva en el catalizador de In del grupo principal
JACS
Recientemente, un grupo de investigación dirigido por el profesor WANG Xiaodong y el profesor ZHANG Tao, del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia China de Ciencias (CAS), propuso y demostró un nuevo concepto para conseguir altos rendimientos de alquenos regulando la activación del catalizador intrínsecamente selectivo para alcanos de la debilidad a la fuerza.
Este estudio se publicó en Journal of the American Chemical Society el 25 de agosto.
Los investigadores diseñaron un catalizador del grupo principal con sitios In atómicamente dispersos para desentrañar el dilema de la compensación entre actividad y selectividad en el proceso de deshidrogenación oxidativa.
Este nuevo catalizador mostró una selectividad de C2H4 superior al 80% con una conversión de C2H4 de alrededor del 80%, logrando así un rendimiento de C2H4 superior al 60%, lo que superó a los catalizadores de óxidos de metales de transición más avanzados.
Además, los investigadores descubrieron que los sitios [InOH]2+ dispersos atómicamente y anclados mediante la sustitución de los protones de las supercápsulas en HY permitían la activación del etano mediante la reducción significativa de la barrera de disociación del etano y su estructura podía ser estabilizada por el H2O formado a partir de la oxidación selectiva del hidrógeno por las nanopartículas de In2O3, mostrando así un excelente rendimiento para la deshidrogenación oxidativa del etano.
"Nuestro estudio abre nuevas oportunidades para la utilización de elementos del grupo principal y allana el camino hacia un diseño más racional de catalizadores para una catálisis de oxidación selectiva altamente eficiente", dijo el profesor WANG.
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