p A oxidação diretamente catalítica de alcanos tem alta economia atômica e valor de aplicação para formar produtos químicos orgânicos correspondentes, como álcoois, aldeídos, cetonas e ácido carboxílico. É um desafio alcançar a oxidação eficiente e seletiva de alcanos sob condições suaves devido às ligações inertes C-H dos alcanos. p Muitos pesquisadores desenvolveram uma série de catalisadores baseados em ferro para simular a monooxigenase biológica de alcano com átomos de centro de ferro. Contudo, métodos tradicionais, como método de impregnação, método de troca iônica, etc, são difíceis de controlar a dispersão e a posição de deposição das espécies de ferro no suporte do catalisador.

p Geralmente, espécies de ferro podem facilmente substituir o H ⁺ de locais de ácido de Brønsted para reduzir o número de locais de ácido de Brønsted, e muitos tipos de espécies de ferro serão formados em outros locais potenciais diferentes de ZSM-5 (locais de ácido de Lewis e locais de defeitos, etc.). A coexistência de múltiplos centros ativos no catalisador é uma das principais razões para a baixa seletividade.

p A deposição de camada atômica (ALD) é uma tecnologia avançada de filme fino por quimissorção de camada única e reação de precursores de vapor na superfície de substratos com precisão de controle atômico e molecular.

p Recentemente, Dr. Bin Zhang e colegas do Instituto de Química do Carvão, Academia Chinesa de Ciências, relatam uma estratégia geral para depositar seletivamente espécies de Fe altamente dispersas nos microporos de ZSM-5 para preparar catalisadores de FeOx / ZSM-5.

p Os catalisadores FeOx / ZSM-5 obtidos realizam alta seletividade de ciclohexanona (92% -97%), e a atividade do catalisador é significativamente maior do que a dos catalisadores à base de ferro relatados na literatura. O ferroceno (Fe (Cp) 2) é usado como um precursor para a deposição, pois seu diâmetro cinético é menor que o tamanho do poro do ZSM-5. A estrutura de ZSM-5 e os sítios de ácido de Brønsted estão intactos durante ALD, e as espécies de Fe são seletivamente depositadas no defeito e nos sítios de ácido de Lewis de ZSM-5. O carregamento, o tamanho e o estado eletrônico da superfície das espécies de FeOx podem ser controlados com precisão apenas alterando os ciclos ALD. O teor de Fe no catalisador FeOx / ZSM-5 aumenta linearmente com o aumento dos ciclos ALD. As ligações Fe-O-Si são formadas predominantemente sobre FeOx / ZSM-5 com um baixo carregamento de Fe, enquanto as nanopartículas de FeOx são geradas com uma alta carga de Fe. Em comparação com as nanopartículas de FeOx, as espécies Fe-O-Si apresentam maior freqüência de turnover e estabilidade na reação de oxidação.