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一區(qū)論文應(yīng)用案例 · 前沿專題型

分層中空 Pt/Beta 催化劑中啟動子對苯酚加氫脫氧的影響

該研究發(fā)表于 FUEL（2022），使用 XH-300 系列 開展 生物油升級、酚類加氫脫氧 研究，關(guān)鍵結(jié)果包括苯酚轉(zhuǎn)化率 100%；苯酚轉(zhuǎn)化率 57.2%；苯酚轉(zhuǎn)化率 56.3%。

論文編號 458
應(yīng)用方向 生物油升級、酚類加氫脫氧、分子篩后處理、分級孔催化劑、微波輔助分子篩改性
關(guān)鍵結(jié)果 苯酚轉(zhuǎn)化率 100%
核心條件 見正文實驗條件
論文編號
458
期刊
FUEL
影響因子
6.609
中科院分區(qū)
1 區(qū)
發(fā)表年份
2022
設(shè)備型號
XH-300 系列
作者單位
青島科技大學(xué)；青島科技大學(xué)化工學(xué)院、生態(tài)化學(xué)工程國家重點實驗室基地；煙臺大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院；聊城大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院、山東省化學(xué)儲能與新型電池技術(shù)重點實驗室；中國石油大學(xué)（華東）重質(zhì)油加工國家重點實驗室；中國石油大學(xué)（北京）重質(zhì)油加工國家重點實驗室
Qingdao University of Science and Technology; State Key Laboratory Base of Eco-chemical Engineering, College of Chemical Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao, China; College of Chemistry & Chemical Engineering, Yantai University, Yantai 264005, China; College of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong Provincial Key Laboratory of Chemical Energy Storage and Novel Cell Technology, Liaocheng University, Liaocheng, China; State Key Laboratory of Heavy Oil Processing, China University of Petroleum-East China, Qingdao, China; State Key Laboratory of Heavy Oil Processing, China University of Petroleum-Beijing, Beijing, China
研究方向
生物油升級 酚類加氫脫氧 分子篩后處理 分級孔催化劑 微波輔助分子篩改性

事實快照

  • 論文：分層中空 Pt/Beta 催化劑中啟動子對苯酚加氫脫氧的影響
  • 設(shè)備：XH-300 系列
  • 期刊與分區(qū)：FUEL，中科院 1 區(qū)
  • 關(guān)鍵結(jié)果：苯酚轉(zhuǎn)化率 100%；苯酚轉(zhuǎn)化率 57.2%；苯酚轉(zhuǎn)化率 56.3%
  • 用途：可作為 生物油升級、酚類加氫脫氧 的論文證據(jù)頁。

研究摘要

作者設(shè)計了一類高效 Pt/Beta 加氫脫氧催化劑，用于去除生物油中以苯酚為代表的含氧官能團(tuán)化合物。通過在堿處理過程中引入 DTAB 和 STAB 兩類表面活性劑，作者獲得了具有空心形貌和分級孔結(jié)構(gòu)的 Beta 分子篩。表面活性劑可吸附在分子篩表面、抑制堿蝕，從而在形成空心結(jié)構(gòu)的同時盡可能保留酸性。論文進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，苯酚會在酸位與金屬位之間發(fā)生競爭吸附；較多且較強(qiáng)的 Br?nsted 酸雖然有利于后續(xù)脫水生成環(huán)己烷，但也會更強(qiáng)地吸附苯酚，使更多分子無法到達(dá)金屬位完成 HDO。此外，積碳會覆蓋酸位并抑制脫水反應(yīng)。研究據(jù)此提出，在 HDO 催化劑設(shè)計中，酸性調(diào)控是與金屬位匹配同等重要的關(guān)鍵因素。

研究背景與解決的問題

作者設(shè)計了一類高效 Pt/Beta 加氫脫氧催化劑，用于去除生物油中以苯酚為代表的含氧官能團(tuán)化合物。

關(guān)鍵結(jié)果

苯酚轉(zhuǎn)化率 100%
苯酚轉(zhuǎn)化率 57.2%
苯酚轉(zhuǎn)化率 56.3%
苯酚轉(zhuǎn)化率 20%
指標(biāo)結(jié)果
苯酚轉(zhuǎn)化率100%
苯酚轉(zhuǎn)化率57.2%
苯酚轉(zhuǎn)化率56.3%
苯酚轉(zhuǎn)化率20%
粒徑3.9 ± 0.25 nm

機(jī)制/方法亮點

  • DTAB/STAB 在堿處理過程中吸附于分子篩表面，減緩過度刻蝕，使材料在形成空心/分級孔結(jié)構(gòu)的同時盡量保留晶體骨架和酸位。
  • 空心與分級孔結(jié)構(gòu)有助于降低大分子擴(kuò)散阻力，并讓 Pt 更傾向分布在殼層外表面，提升反應(yīng)物接觸效率。
  • 苯酚優(yōu)先以羥基吸附方式占據(jù)酸位，且酸強(qiáng)度越高，這種吸附越強(qiáng)，從而與金屬位形成競爭關(guān)系。
  • 金屬位不足時，過強(qiáng)的酸性不會轉(zhuǎn)化成更高轉(zhuǎn)化率，反而會把更多苯酚滯留在酸位，壓制 HDO 主反應(yīng)。
  • 更強(qiáng) Br?nsted 酸雖然有利于環(huán)己醇向環(huán)己烷脫水，但同時也促進(jìn)積碳生成，最終覆蓋酸位并帶來失活。

應(yīng)用價值

  • 用微波輔助堿處理構(gòu)建空心分級 Beta 分子篩，把“造孔”和“保酸”放在同一設(shè)計框架里。
  • 不只比較孔結(jié)構(gòu)和酸量，還進(jìn)一步回答了 HDO 中酸位與金屬位如何競爭吸附這一更深層問題。
  • 證明了高酸度并非天然優(yōu)解，催化劑設(shè)計更需要考慮酸位與金屬位的功能匹配。
  • 把表征、催化實驗和 DFT 計算結(jié)合起來，形成了較完整的結(jié)構(gòu)-酸性-反應(yīng)表現(xiàn)因果鏈條。

相關(guān)儀器推薦

常見問題

這篇論文使用了哪種設(shè)備？
本研究使用 XH-300 系列。
研究的核心發(fā)現(xiàn)是什么？
該研究發(fā)表于 FUEL（2022），使用 XH-300 系列 開展 生物油升級、酚類加氫脫氧 研究，關(guān)鍵結(jié)果包括苯酚轉(zhuǎn)化率 100%；苯酚轉(zhuǎn)化率 57.2%；苯酚轉(zhuǎn)化率 56.3%。
該研究發(fā)表在哪個期刊？
發(fā)表于 FUEL，中科院 1 區(qū)。
引用信息
Effect of promoter in hierarchical hollow Pt/Beta catalysts on the hydrodeoxygenation of phenol
FUEL, 2022
DOI: 10.1016/j.fuel.2022.123534