大連化物所利用固體核磁共振揭示OXZEO催化合成氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)路徑
近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所固體核磁共振及催化化學(xué)創(chuàng)新特區(qū)研究組中科院院士包信和、研究員侯廣進團隊利用固體核磁共振（ssNMR）技術(shù)，在金屬氧化物分子篩（OXZEO）雙功能催化劑催化合成氣轉(zhuǎn)化機理研究方面取得新進展。
自2016年包信和和潘秀蓮研究等提出OXZEO催化劑設(shè)計概念以來，OXZEO催化體系已發(fā)展成為煤炭及其他碳資源轉(zhuǎn)化的重要平臺，并且獲得廣泛關(guān)注。OXZEO催化體系中涉及C1物種到多碳產(chǎn)物的生成過程，其反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)非常復(fù)雜，機理研究困難，研究人員往往直接借鑒甲醇催化轉(zhuǎn)化中提出的烴池（HCP）機理加以解釋。
大連化物所利用固體核磁共振揭示OXZEO催化合成氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)路徑
本工作中，研究人員利用ZnAlOx/H-ZSM-5模型催化體系，借助準原位ssNMR-GC的檢測方法，追蹤了包括表面多碳羧酸鹽、多碳烷氧基、BAS吸附環(huán)戊烯酮、環(huán)戊烯基碳正離子在內(nèi)豐富的中間體的動態(tài)演化過程，建立了從初始碳碳鍵生成到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)化—催化劑內(nèi)部中間體與氣相產(chǎn)物對應(yīng)關(guān)系的反應(yīng)階段，揭示了含氧化合物中間體到烯烴及芳烴產(chǎn)物的反應(yīng)路徑，論證了CO和H2參與含氧化合物路徑并在二次反應(yīng)中起重要作用的觀點。除模型催化體系外，研究人員在多種OXZEO催化劑上均觀測到了關(guān)鍵中間體，驗證了之前提出的包括含氧化合物路徑在內(nèi)反應(yīng)機理的普適性。
相關(guān)成果以“Oxygenate-based Routes Regulate Syngas Conversion over Oxide–zeolite Bifunctional Catalysts”為題，于近日發(fā)表在《自然—催化》（Nature Catalysis）上。該論文的共同第一作者是大連化物所博士研究生紀毅和高攀助理研究員。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、遼寧省“興遼英才計劃”、國家博士后創(chuàng)新人才支持計劃、中國博士后科學(xué)基金等項目的資助。
