Un equipo de investigación dirigido por el profesor Pan Xiulian y el profesor Bao Xinhe del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia de Ciencias de China (CAS) descubrió el confinamiento dinámico de las jaulas SAPO-17 en el control de selectividad de la conversión de gas de síntesis.

Este estudio fue publicado en National Science Review el 26 de julio.

En 2016, el equipo propuso un nuevo concepto de catalizador basado en catalizadores bifuncionales de óxido metálico y zeolita (OXZEO), que permitió la conversión directa de gas de síntesis en olefinas ligeras con alta selectividad.

En este estudio, los investigadores informaron sobre el efecto de confinamiento dinámico de las jaulas de zeotipos, que controlaron la selectividad del producto durante el período de inducción de la conversión de gas de síntesis. Aumentaron la selectividad de etileno del 19 % gradualmente al 44 %, mientras que disminuyeron el C₄₊ selectividad de hidrocarburos de 39% a 9% dentro de las primeras 22 horas en funcionamiento. Después del período de inducción, el rendimiento catalítico se estabilizó.

"Esto fue inducido por la acumulación gradual de especies carbonáceas dentro de las jaulas SAPO-17 a medida que avanza la reacción. Condujo a una disminución gradual del espacio libre dentro de la jaula", dijo el profesor Bao.

Descubrieron que la relación del coeficiente de difusión de C₂ a C₄ se correlacionó negativamente con un coeficiente de espacio efectivo (ESC), un descriptor que se definió para describir el espacio efectivo dentro de la jaula SAPO-17. Indicó una difusión más obstaculizada para C₄ que para C₂ con el reducido espacio libre de la jaula. Además, un espacio libre restringido también dificultaría la reacción secundaria del etileno y, por lo tanto, beneficiaría al C₂ selectividad.

"Este estudio revela un efecto significativo del confinamiento dinámico de la jaula SAPO-17 en la selectividad del producto", dijo el Prof. Pan. Aunque la mayoría de los microporos estaban ocupados (93 %) cuando se completó el período de inducción, el catalizador no se desactivó y funcionó de manera bastante estable en la conversión de gas de síntesis.

Se espera que este confinamiento dinámico sea general para una serie de reacciones que involucran hidrocarburos sobre zeolitas. La comprensión es esencial para un mayor diseño de catalizadores basados ​​en zeolitas de alto rendimiento para C₁ química, así como otras reacciones que involucran hidrocarburos. + Explora más

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