Fe沸石中的α-Fe(II)活性位点在用于催化N2O分解时，会形成高活性的α-O，选择性地氧化未反应的碳氢化合物，如甲烷。然而，人们关于这些α-Fe(II)位点是如何形成的，目前还不清楚。
近日，比利时鲁汶大学Michiel Dusselier，Robert A. Schoonheydt，Bert F. Sels，斯坦福大学Edward I. Solomon报道了比较了不同的沸石引入Fe的方法，得出了Fe物种形成α-Fe(II)的限制因素。
文章要点
1）研究发现，在小孔沸石上的后合成Fe引入过程受到有限的Fe扩散和分散导致铁氧化物的影响。相反，通过在沸石的水热合成混合物中引入Fe（III）（一锅合成）和正确的处理，可以用>1.6 wt%的Fe制备结晶CHA，其中超过70%是α-Fe(II)。
2）研究了Fe对晶化的影响，并用UV−vis-NIR、FT-IR和穆斯堡尔谱跟踪了中间Fe物种。这些数据在每一步都得到了在线质谱的补充，在α-O形成中进行了反应性测试，并在室温和压力下进行了化学计量甲烷活化过程中的甲醇产率测试。通过H2O/CH3CN萃取法在一次循环中回收高达134 μmol/g的甲醇和通过水蒸气解吸法，获得183 μmol/g的甲醇，这是Fe沸石的最高产率。
3）研究人员提出了通过干燥、煅烧和活化过程中沸石中Fe物种形成的总体方案。发现了两组α-Fe(II)的形成，一组在高温活化前，一组在高温活化后。研究人员认为后者依赖于沸石晶格中铝的重新洗牌来容纳热力学上有利的α-Fe(II)。
参考文献
Max L. Bols, et al, Selective Formation ofα‑Fe(II) Sites on Fe-Zeolites through One-Pot Synthesis, J. Am. Chem. Soc., 2021
DOI: 10.1021/jacs.1c07590
https://doi.org/10.1021/jacs.1c07590
