了解甲醇和氯甲烷的分子筛催化转化中的烃生成需要先进的光谱方法来区分控制C-C键形成、链生长和碳质物质沉积的复杂机制。基于此，瑞士苏黎世联邦理工学院Javier Pérez-Ramírez和Guido Zichittella、瑞士保罗•谢尔联邦研究所Patrick Hemberger（共同通讯作者）等人报道了operando光电子光离子符合（photoelectron photoion coincidence, PEPICO）光谱能够对尺寸高达C14的烃类的途径进行异构体选择性识别，为甲醇-烃类反应中的甲基{attr}3102{/attr}和乙烯酮反应提供直接的实验证据。
在相关反应条件下，作者使用operando PEPICO光谱分析了在甲醇制烃类（methanol-to-hydrocarbons, MTH）和氯甲烷制烃类（methyl chloride-to-hydrocarbons, MCTH）过程中从代表性H-ZSM-5沸石催化剂中解吸的烃。该技术揭示了复杂的反应网络，并能够对所有短寿命和长寿命物种进行定量、异构体选择性鉴定，最大尺寸约为C14。通过进行温度依赖性的研究，operando PEPICO能够区分初级和次级中间体和三级产品。通过电子顺磁共振（EPR）对所用催化剂的补充研究揭示了沉积在分子筛孔网络中的碳质物质的代表性分子结构、密度和分布的差异。结合动力学分析，所采用的方法提供了所形成物质的高分子分辨率，从而能够对有关反应机制的几个开放问题进行实验验证。氯甲烷制烃类反应中的自由基驱动途径加速了扩展芳烃体系的形成，导致快速失活。而在甲醇制烃类反应中通过含氧化合物驱动的途径生成烷基化物质可延长催化剂寿命。这些发现证明了所提出的方法有可能为复杂的反应网络提供有价值的机理见解。Elucidation of radical- and oxygenate-driven paths in zeolite-catalysed conversion of methanol and methyl chloride to hydrocarbons. Nat. Catal., 2022, DOI: 10.1038/s41929-022-00808-0.https://doi.org/10.1038/s41929-022-00808-0.
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