目前人们在工作中改善Pt基催化剂的丙烷脱氢催化性能,发现Zn是具有前景的促进剂,能够改善Pt亚纳米催化剂的性能。人们希望更好的研究催化剂的Zn:Pt组成、Pt的配位环境、成核等因素对催化剂的结构、稳定性、催化活性的影响。
有鉴于此,特拉华大学Dionisios G Vlachos、Stavros Caratzoulas等报道通过DFT理论计算和微动力学模型研究修饰在S-1内的PtxZny(x=1~3, y=0~3)稳定性,以及Pt的丙烷脱氢催化活性。
本文要点
(1)
发现Pt原子与Zn(II)原子的配位增强Pt1Zny位点稳定性,使得当y=0~2具有类似的催化活性,但是y>2时催化活性显著降低。
(2)
通过研究线性标度关系以及微动力学模拟,发现TOF的变化呈现火山形变化,与丙烯结合强度的变化规律相符。Pt2Zn1和Pt3Zn1位点具有稳定,催化活性与Pt1Zn2类似,但是只有Pt1Zn2的反应动力学与实验结果相符,这说明活性位点的组成有可能是Pt1Zn2。
这种研究方法是一种普适性的研究催化活性位点结构的方法,通过简单的反应动力学实验推测催化活性位点的结构信息。
参考文献
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