ACS Catalysis：揭示Ga/H-ZSM-5催化剂上Ga形态与丙烷脱氢活性的关系

Nanoyu

2021-08-12

近几十年来，H-ZSM-5沸石负载的Ga（Ga/H-ZSM-5）一直是用于丙烷无氧脱氢（PDH）的选择性催化剂，但其反应机理仍是一个值得探讨的问题。特别地，人们尚未建立在反应条件下催化剂上存在的各种Ga物种与PDH活性之间的关系。

鉴于此，北京大学徐冰君报道了测定了不同Si/Al和Ga/Al比的Ga/H-ZSM-5样品上Ga⁺-H⁺对位和孤立Ga+位的本征PDH速率和活化能。

文章要点

1）研究发现，PDH中Ga⁺−H⁺对位点的周转频率比孤立Ga⁺位点的周转频率高出15倍。结合双位模型，实验测得Ga⁺−H⁺对位点和孤立Ga⁺位点的PDH活化能分别为90.8±1.5和117±4.7 kJ mol⁻¹。这些结果表明，Ga⁺−H⁺对位点具有比孤立Ga⁺位点高得多的活性。

2）研究发现，GaH_x分解生成H₂的活化能比PdH对Ga物种的活化能高40−60 kJ mol^-1，表明GaH_x分解不是PDH反应的一部分。此外，虽然Brnsted酸和Ga中心都与丙烷相互作用，但傅立叶变换红外光谱结果表明，在Ga/H-ZSM-5催化剂上，烷基机理更有可能发生在PDH中。

参考文献

Yong Yuan, et al, Understanding the Correlation between Ga Speciation and Propane Dehydrogenation Activity on Ga/H-ZSM‑5 Catalysts, ACS Catal. 2021

DOI: 10.1021/acscatal.1c01497

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c01497