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乙炔选择性加氢催化剂设计概念图
近日 ， 华东理工大学化工学院、化学工程联合国家重点实验室催化反应工程团队在乙炔选择性加氢Pd催化剂次表面结构调控和Ni催化剂活性位点设计方面取得研究进展 ， 相关成果分别发表于中国工程院院刊《工程》和《德国应用化学》 。
研究人员从金属催化剂次表面结构调控入手 ， 采用XAS、原位XRD、程序升温技术和DFT计算相结合的研究方法 ， 发现了以纳米炭材料为载体制备的Pd催化剂次表面存在C原子 。 通过向炭载体中引入石墨氮物种 ， 进一步调变Pd活性位点电子结构 ， 将乙烯选择性进一步提高约30% 。 同时 ， 从金属催化剂活性位点设计入手 ， 创新提出通过构筑结构稳定、长程有序Ni-Ga金属间化合物实现Ni活性位点原子级精准调控策略 。
理论计算结果表明 ， 相比于Ni和Ni5Ga3催化剂 ， NiGa催化剂中Ni活性位点被Ga完全隔离 ， 使得乙炔和乙烯分子以π键模式择优吸附 ， 表现出显著提高的乙烯选择性；实现了粒径相似Ni、Ni5Ga3和NiGa纳米催化剂的可控制备 ， 发现NiGa金属间化合物催化剂中Ni活性位点处于完全孤立状态 ， 且乙炔和乙烯分子通过π键构型吸附 。 性能考评结果表明 ， Ni位点完全隔离的NiGa催化剂乙烯选择性显著高于对比催化剂 ， 证实了理论预测结果 。 （潘聪聪 黄辛）
【位点|提出乙炔选择性加氢催化剂设计新策略】[责任编辑: 张梦凡 ]
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