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固體多孔材料，例如活性炭、金屬氧化物、沸石和金屬有機(jī)骨架（MOF），已廣泛應(yīng)用于催化、膜分離、吸附/儲存和傳感等

為了在不犧牲多孔材料活性的情況下提高反應(yīng)動力學(xué)，康涅狄格大學(xué)Pu-Xian Gao利用孔隙和通道的各向異性分布，同時(shí)在反應(yīng)表面富集活性中心。

文章要點(diǎn)

1）在此，通過設(shè)計(jì)獨(dú)特的定向孔隙分布和單晶陣列結(jié)構(gòu)，在存在大量酸性位點(diǎn)的情況下，如在整體上生長的 ZSM-5 納米棒陣列所示，在低溫短時(shí)間內(nèi)捕獲丙烯時(shí)同時(shí)表現(xiàn)出增強(qiáng)的動力學(xué)和提高的容量。

2）同時(shí)，由于反應(yīng)物在陣列結(jié)構(gòu)中擴(kuò)散增強(qiáng)，反應(yīng)產(chǎn)物在陣列結(jié)構(gòu)中擴(kuò)散增強(qiáng)，ZSM-5 陣列還有助于減輕長鏈 HC 和焦化形成。將 ZSM-5 陣列與 Co₃O₄ 納米陣列進(jìn)一步集成，可以在更寬的溫度范圍內(nèi)全面去除丙烯。

3）陣列結(jié)構(gòu)膜設(shè)計(jì)可以提供節(jié)能解決方案，以克服各種固體多孔材料中的吸附和反應(yīng)動力學(xué)限制，適用于各種能源和化學(xué)轉(zhuǎn)化應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

Weng, J., Zhu, C., Zhao, B. et al. Enhancing sorption kinetics by oriented and single crystalline array-structured ZSM-5 film on monoliths. Nat Commun 15, 5541 (2024).

DOI：10.1038/s41467-024-49672-5

https://doi.org/10.1038/s41467-024-49672-5