亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Maximizing Active Fe Species in ZSM-5 Zeolite Using Organic-Template-Free Synthesis for Efficient Selective Methane Oxidation

催化作用 沸石 ZSM-5型 化学 甲烷 化学工程 环境化学 有机化学 工程类
作者
Qingpeng Cheng,Guanna Li,Xueli Yao,Lirong Zheng,Junhu Wang,Abdel-Hamid Emwas,Pedro Castaño,Javier Ruiz-Martı́nez,Yu Han
出处
期刊:Research Square - Research Square [Research Square (United States)]
标识
DOI:10.21203/rs.3.rs-1858108/v1
摘要

Abstract The selective oxidation of CH4 in the aqueous phase to produce valuable chemicals has attracted considerable research attention due to its mild reaction conditions and simple process. As the most widely studied catalyst for this reaction, Fe-containing ZSM-5 zeolite (Fe-ZSM-5) demonstrates high intrinsic activity and selectivity; however, Fe-ZSM-5 prepared using conventional methods has a limited number of active Fe sites, resulting in low CH4 conversion per unit mass of the catalyst. To address this issue, this study reports a facile organic-template-free synthesis strategy that enables the incorporation of more Fe into the zeolite framework with a higher dispersion degree compared to conventional synthesis methods. Because framework Fe incorporated in this way is more readily to transform into isolated extra-framework Fe species under thermal treatment, the overall effect is that Fe-ZSM-5 prepared using this method (Fe-HZ5-TF) has three times as many catalytically active sites as conventional Fe-ZSM-5. When used for the selective oxidation of CH4 (30.5 bar) with 0.5 M H2O2 at 75°C, Fe-HZ5-TF produced a record high C1 oxygenate yield of 106.3 mmol gcat−1 h− 1 (a HCOOH selectivity of 91.3%), surpassing other catalysts reported to date. Spectroscopic characterization and density functional theory calculations revealed that the active sites in Fe-HZ5-TF are mononuclear Fe species in the form of [(H2O)3Fe(IV) = O]2+ bound to Al pairs in the zeolite framework. This differs from conventional Fe-ZSM-5, where binuclear Fe acts as the active site. Analysis of the catalyst and product evolution during the reaction suggests a radical-driven pathway to explain CH4 activation at the mononuclear Fe site and subsequent conversion to C1 oxygenates.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
仁爱帆布鞋完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
丰富的藏鸟完成签到,获得积分10
6秒前
leeSongha完成签到 ,获得积分0
9秒前
23秒前
笑点低剑封完成签到 ,获得积分10
24秒前
小白完成签到,获得积分10
26秒前
小白发布了新的文献求助10
29秒前
畅快的白枫完成签到 ,获得积分10
30秒前
Lee.K.Y完成签到,获得积分10
31秒前
机饭团发布了新的文献求助10
46秒前
健壮的安莲完成签到,获得积分10
47秒前
瞄瞄完成签到,获得积分10
48秒前
50秒前
吃了吃了完成签到,获得积分10
51秒前
瞄瞄发布了新的文献求助10
57秒前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
馆长应助科研通管家采纳,获得30
1分钟前
Kao应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
安静白柏完成签到,获得积分10
1分钟前
www发布了新的文献求助10
1分钟前
BOB完成签到 ,获得积分10
1分钟前
赵赵完成签到 ,获得积分10
1分钟前
充电宝应助瞄瞄采纳,获得10
1分钟前
清秀小霸王完成签到 ,获得积分10
1分钟前
科研通AI6.2应助机饭团采纳,获得10
1分钟前
田様应助庄霁采纳,获得10
1分钟前
99发布了新的文献求助10
1分钟前
庄霁完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
1分钟前
c138zyx发布了新的文献求助10
1分钟前
courage发布了新的文献求助10
1分钟前
无限的寡妇完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
慕青应助乌梅子酱采纳,获得10
1分钟前
狸狸完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Diversification and Professionalization in Psychology 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7715913
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9270997
关于积分的说明 20083837
捐赠科研通 7292250
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3298650
关于科研通互助平台的介绍 2452765
邀请新用户注册赠送积分活动 2305981