Usando um catalisador em tandem em nanoescala para obter mais propileno do propano durante a desidrogenação
p Modelos de catalisador em tandem. (A) Três modelos de catalisador em tandem compreendendo um In microporoso 2 O 3 H seletivo 2 catalisador de combustão (verde) e um Pt / Al 2 O 3 catalisador de desidrogenação de propano (nanopartículas de Pt vermelhas, Al azul 2 O 3 partícula). Modelo de catalisador em tandem 3, (Pt / Al 2 O 3 ) @ 35cIn2O3 (35 ciclos de In 2 O 3 deposição), possui um In de ~ 2 nm 2 O 3 overcoat e nanopartículas de Pt de 2,0 a 2,3 nm e tem o melhor desempenho. (B) Esquema de reação PDH-SHC em tandem para (Pt / Al 2 O 3 ) @ 35cIn 2 O 3 . PDH ocorre em Pt, e SHC consome H sobre o In 2 O 3 revestimento para puxar a reação para frente com um alto rendimento de propileno. O 2 reage rapidamente com o In resultante 2 O 3-x , minimizando a combustão indesejada em Pt. O revestimento também estabiliza as nanopartículas de Pt contra a agregação durante a reação. Crédito: Ciência (2021). DOI:10.1126 / science.abd4441
p Uma equipe de pesquisadores da Northwestern University desenvolveu um catalisador tandem em nanoescala para extrair mais propileno do propano durante a desidrogenação. Em seu artigo publicado na revista
Ciência , o grupo descreve seu método e as melhorias que encontraram em seu uso. Chunlei Pei e Jinlong Gong, da Tianjin University, publicaram um artigo sobre Perspectivas na mesma edição do jornal, descrevendo os benefícios da catálise tandem e o trabalho realizado pela equipe em Illinois. p As empresas que usam a química para criar produtos descobriram ao longo dos anos que reduzir o número de etapas necessárias para fazer seus produtos frequentemente resulta em economia de dinheiro. Isso levou os químicos a investigar a possibilidade de integrar várias etapas em reações únicas - tais reações em tandem envolvem ações sequenciais para produzir os resultados desejados. Neste novo esforço, os pesquisadores desenvolveram uma reação em tandem para reduzir o número de etapas necessárias para produzir propileno durante a desidrogenação do propano, e assim fazendo, aumentaram o rendimento. O propileno é um hidrocarboneto gasoso usado para fazer vários tipos de polímeros.
p O trabalho envolveu o desenvolvimento de um catalisador em nanoescala que usava um revestimento para permitir o aumento da oxidação da superfície dos átomos de hidrogênio - os revestimentos tinham aproximadamente 2 nanômetros de espessura. Para criar os sobretudos, os pesquisadores usaram a deposição da camada atômica como meio de cultivar óxido de índio sobre Pt / Al
2 O
3 —Um conhecido catalisador de desidrogenação de propano. Isso causou o acoplamento de domínio por meio da transferência de átomos de hidrogênio na superfície - e isso resultou na desidrogenação do propano em propileno pela platina e no aumento da combustão do hidrogênio a partir do óxido de índio. Os pesquisadores observam que a oxidação foi melhorada devido aos poros que se desenvolveram no revestimento permitindo uma maior exposição das nanopartículas de platina - os átomos de hidrogênio na superfície foram melhor oxidados na interface de óxido de platina-índio. Os pesquisadores descobriram que o uso de seu catalisador em tandem resultou em 75% de seletividade de propileno e conversão de propano de 40%, aumentando os rendimentos em aproximadamente 30%. Pei e Gong sugerem que os resultados devem inspirar mais trabalhos tanto na indústria quanto na academia, porque provavelmente podem ser usados em muitas outras aplicações. p © 2021 Science X Network
