科学家破解工业催化剂设计难题

2025-06-23 12:51来源:本站

  中国科学院大连化学物理研究所联合中国石油大学(华东)的研究团队在工业催化剂领域取得重要突破。他们通过深入研究沸石分子筛催化剂的结构特性,揭示了沸石组元与非沸石组元界面间的孔道连通性对催化效率的关键影响。这项研究成果发表在《美国化学会志》上,为工业催化剂的优化设计提供了新思路。

  工业催化剂通常由沸石组元和非沸石组元共同组成,广泛应用于石油化工等领域。然而,过去的研究多集中于单一组元的扩散行为,对组元间中间产物扩散迁移的研究较少。该团队创新性地构建了孔道匹配可控的模型催化剂,系统研究了界面结构与反应动力学的关系。

  研究团队采用ZSM-5作为沸石组元,无定形二氧化硅作为非沸石组元,通过超极化129Xe核磁技术等多种表征手段进行分析。他们发现非沸石组元的介孔能有效富集反应物分子,当与沸石组元的微孔形成良好连接时,可显著提升分子扩散效率。

  这项研究证实了孔道匹配联通性对中间产物扩散的关键作用,为催化裂化等工业催化剂的优化设计提供了理论依据。研究成果不仅具有重要的科学意义,也为提升工业催化效率开辟了新途径。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1021/jacs.5c00214

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