Desempenho catalítico de catalisadores com diferentes razões Zn / Co. Crédito:TIAN Hao
Um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. LIU Jian do Instituto de Física Química de Dalian (DICP) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) apresentou uma nova metodologia para a preparação de óxido monometálico / metálico confinado em cápsulas ocas de carbono dopadas com nitrogênio. Eles aplicaram esse sistema catalítico de metal não precioso para a hidrogenação do nitrobenzeno em anilina. O estudo foi publicado em Ciência Avançada .
Os nitroarenos de hidrogenação catalítica em suas anilinas substituídas são importantes para a indústria química, como a produção de corantes, farmacêuticos, pigmentos, e agroquímicos. Contudo, os catalisadores atualmente usados na indústria têm baixa reatividade e baixa seletividade de hidrogenação.
Embora os catalisadores de metal nobre tenham se mostrado muito eficientes para reações de hidrogenação catalítica, eles são caros e raros. Portanto, é necessário desenvolver metais de transição baratos, abundante e pode melhorar a atividade catalítica.
Os cientistas obtiveram Co-CoO estruturado com casca de gema x @ N-C revestindo polímeros na superfície de uma série de estruturas de imidazol zeólita bimetálica Zn / Co (Zn / Co ZIF), seguido por tratamento hidrotérmico e pirólise confinada.
Comparado com Co ZIF monometálico, a introdução de nanopartículas de Zn inativas poderia suprimir a sinterização das espécies de Co e aumentar sua dispersão nas estruturas de carbono. Além disso, a forte interação entre as nanopartículas de cobalto e a camada de carbono circundante foi bastante reforçada pela presença de Zn dentro da estrutura de Co, que proporcionou efeitos sinérgicos positivos e serviu para dispersar melhor as partículas de Co.
A área de superfície específica e o tamanho de partícula de Co foram otimizados por meio do ajuste fino do conteúdo de Zn original nas partículas de ZIF, aumentando assim a atividade catalítica geral. O Zn estruturado com casca de gema 4 Co 1 As cápsulas ocas de Ox @ carbon mostraram ser um catalisador altamente ativo e seletivo (seletividade> 99 por cento) para hidrogenação de nitrobenzeno em anilina. Além disso, Zn 4 Co 1 As partículas ocas de Ox @ carbon mostraram estabilidade catalítica superior, e nenhuma desativação após oito ciclos de reação.
O oco Co-CoO x As cápsulas @ N-C podem fornecer um caminho para um processo catalítico verde e sustentável para a produção de produtos químicos finos.
