目前人們在工作中改善Pt基催化劑的丙烷脫氫催化性能,發現Zn是具有前景的促進劑,能夠改善Pt亞納米催化劑的性能。人們希望更好的研究催化劑的Zn:Pt組成、Pt的配位環境、成核等因素對催化劑的結構、穩定性、催化活性的影響。
有鑒于此,特拉華大學Dionisios G Vlachos、Stavros Caratzoulas等報道通過DFT理論計算和微動力學模型研究修飾在S-1內的PtxZny(x=1~3, y=0~3)穩定性,以及Pt的丙烷脫氫催化活性。
本文要點
(1)
發現Pt原子與Zn(II)原子的配位增強Pt1Zny位點穩定性,使得當y=0~2具有類似的催化活性,但是y>2時催化活性顯著降低。
(2)
通過研究線性標度關系以及微動力學模擬,發現TOF的變化呈現火山形變化,與丙烯結合強度的變化規律相符。Pt2Zn1和Pt3Zn1位點具有穩定,催化活性與Pt1Zn2類似,但是只有Pt1Zn2的反應動力學與實驗結果相符,這說明活性位點的組成有可能是Pt1Zn2。
這種研究方法是一種普適性的研究催化活性位點結構的方法,通過簡單的反應動力學實驗推測催化活性位點的結構信息。
參考文獻
Yilang Liu, Antara Bhowmick, Dongxia Liu, Stavros Caratzoulas, Dionisios G Vlachos, Propane Dehydrogenation on PtxZny Active Sites in Silicalite-1, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202414578
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202414578