Isomorphously Substituted [Fe,Al]ZSM-5 Catalysts for Methane Dehydroaromatization

催化作用 ZSM-5型 甲烷 诱导期 碳氢化合物 化学 无机化学 分子筛 煅烧 甲烷氧化偶联 沸石 焦炭 有机化学
作者
Yujie Liu,Aleksei Bolshakov,Marita Ćoza,Victor Drozhzhin,Emiel J. M. Hensen,Nikolay Kosinov
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:13 (12): 8128-8138 被引量:38
标识
DOI:10.1021/acscatal.3c00854
摘要

High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide Dehydroaromatization of methane (MDA) under non-oxidative conditions is a promising reaction for direct valorization of natural gas and biogas. Typically, Fe-modified ZSM-5 catalysts display low aromatic productivity and high coke selectivity in the MDA reaction. Herein, we show the benefit of starting from isomorphously substituted Fe-sites in [Fe,Al]ZSM-5 zeolites prepared by direct hydrothermal synthesis. Upon calcination, these samples contain predominantly isolated Fe 3+ species, either atomically dispersed within the zeolite framework or anchored at exchange sites inside zeolite channels. In terms of the integral hydrocarbon productivity, [Fe,Al]ZSM-5 catalysts outperform Fe/ZSM-5, prepared by impregnation, as well as Mo/ZSM-5 catalysts with the same Si/Al ratio and molar metal loading. Operando X-ray absorption spectroscopy coupled with mass spectrometry (XANES-MS) demonstrates that the initial tetrahedral Fe 3+ within the zeolite framework or at exchange sites are transformed into octahedral extraframework Fe 2+ active sites during the MDA reaction and form small Fe 2 O 3 clusters during oxidative regeneration. Combining activity measurements and operando thermogravimetry shows that the duration of the induction period, related to the formation of active hydrocarbon pool intermediates, strongly depends on the Fe dispersion and loading and can be used as a suitable descriptor for the MDA activity of [Fe,Al]ZSM-5. The shorter induction period of [Fe,Al]ZSM-5 in comparison to impregnated Fe/ZSM-5 can be linked to the higher methane conversion rate over highly dispersed Fe-sites and faster formation of active hydrocarbon pool intermediates.
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
小红帽完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
重要的平灵完成签到 ,获得积分10
1秒前
linliqing完成签到,获得积分10
1秒前
冷酷的猎豹完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
直率的冥完成签到,获得积分10
3秒前
不吃鸭梨发布了新的文献求助10
3秒前
挥斥方遒完成签到,获得积分10
4秒前
卷卷完成签到,获得积分20
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
y1ding完成签到,获得积分10
5秒前
YPP完成签到,获得积分10
6秒前
英俊的铭应助周杰采纳,获得10
7秒前
ouen完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
柏康娜发布了新的文献求助10
7秒前
dde发布了新的文献求助10
7秒前
沫映完成签到 ,获得积分10
7秒前
qq完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
好运连连完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
Ava应助橘子香采纳,获得10
9秒前
wzh完成签到,获得积分10
10秒前
专注白昼发布了新的文献求助10
11秒前
fairy完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
挥斥方遒发布了新的文献求助10
11秒前
sunihan发布了新的文献求助10
11秒前
思源应助super采纳,获得10
12秒前
Lee2000完成签到,获得积分10
12秒前
玄音完成签到,获得积分10
12秒前
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
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
Digital Displacement Hydrostatic Transmission for Rotorcraft and Distributed Propulsion 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 7712140
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9268328
关于积分的说明 20070932
捐赠科研通 7288717
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3297428
关于科研通互助平台的介绍 2451906
邀请新用户注册赠送积分活动 2304566