南开袁忠勇Appl. Catal. B.:高利用率!SiBeta负载双活性位点协同助力高效氧化脱硫

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为了提高负载型催化剂对氧化脱硫(ODS)反应的活性,南开大学袁忠勇教授(通讯作者)等人报道了一种提高载体利用率的策略,即通过在钒(V)锚定沸石SiBeta上引入额外的磷钨酸(HPW),以进行有效的ODS反应。

大多数V物种和庞大的Keggin HPW分别存在于SiBeta的骨架中和表面上,并且两者均匀分散。SiBeta表面上的Keggin HPW和进入SiBeta骨架的四面体V物种都具有较高的硫化物氧化催化活性。

此外,HPW具有Brønsted酸性,而Al原子留下的空位上与硅醇基团配位的V物种可以提供Lewis酸位点,使得Lewis和Brønsted酸位点共存,有利于生成高氧化能力的过氧化物配合物。

受益于结构优势、HPW和四面体V物种的高内在活性以及Lewis酸和Brønsted酸之间的协同作用。所制备的2HPW-1V/SiBeta催化剂对ODS反应表现出显着的催化活性和稳定性,远远领先于HPW/SiBeta和V/SiBeta。

通过实验测试发现,80%以上的氧化产物(DBTO2)可以通过与催化剂中的硅烷醇基团的相互作用被吸附和去除,从而减少了后续提取步骤以获得超低硫燃料的需要。为了深入了解酸度对催化效率的影响,通过调整HPA和过渡金属(V、Ti、Nb和Zr)的类型,作者制备了一系列不同酸度的高效催化剂。

通过表征和实验结果表明,提高Lewis酸位点的强度和密度以及Brønsted酸位点的密度对于提高ODS活性至关重要。这种提高载体利用率和双活性位点协同效应的工程概念预示着构建载体催化剂的新范式。

Increasing the utilization of SiBeta support to anchor dual active sites of transition metal and heteropolyacids for efficient oxidative desulfurization of fuel. Appl. Catal. B Environ., 2021, DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.121044.

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.121044.


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