Une équipe de recherche dirigée par le professeur Pan Xiulian et le professeur Bao Xinhe du Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) a découvert le confinement dynamique des cages SAPO-17 sur le contrôle de la sélectivité de la conversion du gaz de synthèse.

Cette étude a été publiée dans National Science Review le 26 juillet.

En 2016, l'équipe a proposé un nouveau concept de catalyseur basé sur des catalyseurs bifonctionnels oxyde métallique-zéolithe (OXZEO), qui a permis la conversion directe du gaz de synthèse en oléfines légères avec une sélectivité élevée.

Dans cette étude, les chercheurs ont rapporté l'effet de confinement dynamique des cages zéotypiques, qui contrôlaient la sélectivité du produit pendant la période d'induction de la conversion du gaz de synthèse. Ils ont augmenté la sélectivité en éthylène de 19 % progressivement à 44 % tout en diminuant le C₄₊ sélectivité en hydrocarbures de 39 % à 9 % dans les 22 premières heures de service. Après la période d'induction, les performances catalytiques se sont stabilisées.

"Cela a été induit par l'accumulation progressive d'espèces carbonées à l'intérieur des cages SAPO-17 au fur et à mesure de la réaction. Cela a conduit à une diminution progressive de l'espace libre à l'intérieur de la cage", a déclaré le professeur Bao.

Ils ont découvert que le rapport du coefficient de diffusion du C₂ à C₄ était corrélé négativement avec un coefficient d'espace effectif (ESC), un descripteur qui a été défini pour décrire l'espace effectif à l'intérieur de la cage SAPO-17. Il a indiqué une diffusion plus entravée pour C₄ que pour C₂ avec l'espace libre réduit de la cage. De plus, un espace libre restreint entraverait également la réaction secondaire de l'éthylène et profiterait donc au C₂ sélectivité.

"Cette étude révèle un effet significatif du confinement dynamique de la cage SAPO-17 sur la sélectivité du produit", a déclaré le professeur Pan. Bien que la plupart des micropores aient été occupés (93 %) à la fin de la période d'induction, le catalyseur n'a pas été désactivé et il fonctionnait de manière assez stable dans la conversion du gaz de synthèse.

Ce confinement dynamique devrait être général pour un certain nombre de réactions impliquant des hydrocarbures sur des zéolithes. La compréhension est essentielle pour la conception ultérieure de catalyseurs à base de zéolithes hautes performances pour C₁ la chimie ainsi que d'autres réactions impliquant des hydrocarbures. + Explorer plus loin

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