Spatiotemporal Heterogeneity of Temperature and Catalytic Activation within Individual Catalyst Particles

化学 催化作用 化学动力学 粒子(生态学) 动力学 工作(物理) 纳米技术 化学反应 微型反应器 纳米颗粒 化学物理 多相催化 化学工程 热力学 有机化学 材料科学 工程类 物理 海洋学 量子力学 地质学
作者
Yu Tian,Mingbin Gao,Hua Xie,Shuliang Xu,Mao Ye,Zhongmin Liu
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (7): 4958-4972 被引量:6
标识
DOI:10.1021/jacs.3c14305
摘要

Temperature is a critical parameter in chemical conversion, significantly affecting the reaction kinetics and thermodynamics. Measuring temperature inside catalyst particles of industrial interest (∼micrometers to millimeters), which is crucial for understanding the evolution of chemical dynamics at catalytic active sites during reaction and advancing catalyst designs, however, remains a big challenge. Here, we propose an approach combining two-photon confocal microscopy and state-of-the-art upconversion luminescence (UL) imaging to measure the spatiotemporal-resolved temperature within individual catalyst particles in the industrially significant methanol-to-hydrocarbons reaction. Specifically, catalyst particles containing zeolites and functional nanothermometers were fabricated using microfluidic chips. Our experimental results directly demonstrate that the zeolite density and particle size can alter the temperature distribution within a single catalyst particle. Importantly, the observed temperature heterogeneity plays a decisive role in the activation of the reaction intermediate and the utilization of active sites. We expect that this work opens a venue for unveiling the reaction mechanism and kinetics within industrial catalyst particles by considering temperature heterogeneity.
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
幸福大碗完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
郦稀完成签到,获得积分10
3秒前
9秒前
11秒前
肖木木发布了新的文献求助10
12秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
hjyylab应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
赘婿应助大虫子采纳,获得10
13秒前
hjyylab应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
hjyylab应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
14秒前
14秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
14秒前
14秒前
14秒前
14秒前
光年发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
BorisY发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
drwang完成签到,获得积分10
17秒前
海星发布了新的文献求助10
18秒前
SciGPT应助旧雨新知采纳,获得10
19秒前
only发布了新的文献求助50
19秒前
小五屁孩儿完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
23秒前
淼淼完成签到 ,获得积分10
25秒前
分析发布了新的文献求助10
25秒前
25秒前
上官绮兰发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
CyrusSo524应助jianni采纳,获得10
27秒前
高分求助中
Assessing and Diagnosing Young Children with Neurodevelopmental Disorders (2nd Edition) 700
The Elgar Companion to Consumer Behaviour and the Sustainable Development Goals 540
The Martian climate revisited: atmosphere and environment of a desert planet 500
Images that translate 500
Transnational East Asian Studies 400
Towards a spatial history of contemporary art in China 400
Mapping the Stars: Celebrity, Metonymy, and the Networked Politics of Identity 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3844493
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3386880
关于积分的说明 10546518
捐赠科研通 3107344
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1711747
邀请新用户注册赠送积分活动 824152
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 774573