Исследование эффективности современных нанокатализаторов - страница 7
Для понимания и создания катализаторов требуется знание механизма катализатор во процессе. Так как в последние годы ученые испытали искать как добраться от метана до метанола и достигли своих достижений по-разному.
Рис. 1.4. Схема реакции метана с пероксидом водорода [41]
В последних трех годах ученые исследуют катализатор Cu-ZSM-5/цеолит и узнали его механизм действия с молекулами метана. Китайские ученые от Ланьчжоуского университета и института физической химии при КАН обнаружили процесс действия на основе результатов ЭПР и ЯМР [43]. На основании наблюдений ЭПР и ЯМР в твердом состоянии они предложили механизм селективного прямого окисления метана в метанол на цеолите Cu / Na-ZSM-5 (рис. 1.5), который включает три основных этапа:
а) активация метана на [Cu>2O]> 2+ ядро из цеолита Cu / Na-ZSM-5 и генерирует метанол, а Cu>2+ восстанавливается до Cu>+;
б) адсорбированный метанол активируется на частицах Cu>+, образуя метокси-группы меди (—Cu – O—CH>3) и группу —Al – OH;
в) свободный метанол образуется в результате гидратации метокси-групп меди и вытеснения адсорбированного метанола.
Сообщался о механизме высокоселективного превращения метана в метанол на модифицированном медью цеолите Cu / Na – ZSM-5 при температуре 423 K. Исследование ЭПР показывает, что восстановление ионов Cu>2+ до иона Cu>+ происходило во время превращения. метана в метанол на цеолите Cu / Na – ZSM-5.
Кроме этого, другой доступ обнаружен для получения метанола с помощью катализатора Rh>1/ZrO>2.
Данные спин-улавливания ЭПР in situ демонстрируют, что радикал •CH>3 и радикал •OH образуются в процессе метана-метанола на цеолите Cu / Na – ZSM-5. ЯМР-исследование в твердом состоянии подтверждает, что метокси-группы меди и адсорбированный метанол образуются на цеолите Cu / Na-ZSM-5 после активации метана при 423 К.
Рис. 1.5. Предложенный механизм превращения метана в метанол на цеолите Cu / Na – ZSM-5 [43]
При гидратации поверхностные метокси-частицы и адсорбированный метанол переходят в свободный метанол. Результаты показывают эволюцию активных центров и образование метоксидов меди и адсорбированного метанола при активации метана на цеолите Cu / Na – ZSM-5. Ожидается, что наше механистическое понимание процесса превращения метана в метанол на цеолите Cu / Na – ZSM-5 может потенциально пролить свет на окисление CH