Une équipe de chercheurs de la Northwestern University a développé un catalyseur en tandem à l'échelle nanométrique pour extraire plus de propylène du propane pendant la déshydrogénation. Dans leur article publié dans la revue Science , le groupe décrit leur méthode et les améliorations qu'ils ont trouvées dans son utilisation. Chunlei Pei et Jinlong Gong de l'Université de Tianjin ont publié un article Perspectives dans le même numéro de revue décrivant les avantages de la catalyse en tandem et le travail effectué par l'équipe dans l'Illinois.

Les entreprises qui utilisent la chimie pour créer des produits ont découvert au fil des ans que la réduction du nombre d'étapes nécessaires à la fabrication de leurs produits se traduit souvent par des économies d'argent. Cela a conduit les chimistes à étudier la possibilité d'intégrer plusieurs étapes dans des réactions uniques - de telles réactions en tandem impliquent des actions séquentielles pour obtenir les résultats souhaités. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont développé une réaction en tandem pour réduire le nombre d'étapes nécessaires à la production de propylène lors de la déshydrogénation du propane, et ce faisant, ont un rendement accru. Le propylène est un hydrocarbure gazeux utilisé pour fabriquer plusieurs types de polymères.

Le travail consistait à développer un catalyseur à l'échelle nanométrique qui utilisait un revêtement pour permettre une oxydation de surface accrue des atomes d'hydrogène - les revêtements avaient une épaisseur d'environ 2 nanomètres. Pour créer les pardessus, les chercheurs ont utilisé le dépôt de couche atomique comme moyen de croissance de l'oxyde d'indium sur Pt/Al 2 O 3 -un catalyseur de déshydrogénation du propane connu. Cela a provoqué un couplage de domaine via le transfert d'atomes d'hydrogène en surface, ce qui a entraîné la déshydrogénation du propane en propylène par le platine et une augmentation de la combustion de l'hydrogène à partir de l'oxyde d'indium. Les chercheurs notent que l'oxydation a été améliorée en raison des pores qui se sont développés dans le revêtement permettant une plus grande exposition des nanoparticules de platine - les atomes d'hydrogène à la surface étaient mieux oxydés à l'interface platine-oxyde d'indium. Les chercheurs ont découvert que l'utilisation de leur catalyseur en tandem entraînait une sélectivité en propylène de 75 % et une conversion en propane de 40 %, augmenter les rendements d'environ 30 %. Pei et Gong suggèrent que les résultats devraient inspirer d'autres travaux à la fois dans l'industrie et dans les universités, car ils pourraient probablement être utilisés dans de nombreuses autres applications.

© 2021 Réseau Science X