Confinamento dinâmico de gaiolas SAPO-17 no controle de seletividade da conversão de gás de síntese
Confinamento dinâmico de gaiolas SAPO-17 no controle da seletividade da conversão de syngas. Crédito:Wang Haodi e Jiao Feng
Uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Pan Xiulian e Prof. Bao Xinhe do Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) descobriu o confinamento dinâmico de gaiolas SAPO-17 no controle de seletividade da conversão de syngas.
Este estudo foi publicado na
National Science Review em 26 de julho.
Em 2016, a equipe propôs um novo conceito de catalisador baseado em catalisadores bifuncionais de óxido metálico-zeólita (OXZEO), que possibilitou a conversão direta de syngas em olefinas leves com alta seletividade.
Neste estudo, os pesquisadores relataram o efeito de confinamento dinâmico de gaiolas de zeótipos, que controlavam a seletividade do produto durante o período de indução da conversão do gás de síntese. Eles aumentaram a seletividade de etileno de 19% gradualmente para 44% enquanto diminuíram C
4+ seletividade de hidrocarbonetos de 39% a 9% nas primeiras 22 horas em operação. Após o período de indução, o desempenho catalítico se estabilizou.
"Isso foi induzido pelo acúmulo gradual de espécies carbonáceas dentro das gaiolas SAPO-17 à medida que a reação prossegue. Isso levou a uma diminuição gradual do espaço livre dentro da gaiola", disse o Prof. Bao.
Eles descobriram que a razão do coeficiente de difusão de C
2 para C
4 foi correlacionado negativamente com um coeficiente de espaço efetivo (ESC), um descritor que foi definido para descrever o espaço efetivo dentro da gaiola do SAPO-17. Indicou difusão mais dificultada para C
4 do que para C
2 com o espaço livre reduzido da gaiola. Além disso, um espaço livre restrito também dificultaria a reação secundária do etileno e, portanto, beneficiaria o C
2 seletividade.
"Este estudo revela um efeito significativo do confinamento dinâmico da gaiola SAPO-17 na seletividade do produto", disse o Prof. Pan. Embora a maioria dos microporos estivesse ocupada (93%) quando o período de indução foi concluído, o catalisador não foi desativado e funcionou de forma bastante estável na conversão de syngas.
Espera-se que este confinamento dinâmico seja geral para uma série de reações envolvendo hidrocarbonetos sobre zeólitas. A compreensão é essencial para o projeto de catalisadores baseados em zeólitos de alto desempenho para C
1 química, bem como outras reações envolvendo hidrocarbonetos.
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