Partículas otimizadas de níquel melhoram o desempenho do catalisador para reações de hidrogenação

Uma equipe de pesquisa liderada por Wang Guozhong, do Hefei Institutes of Bodily Science of the Chinese language Academy of Sciences, desenvolveu um novo método para controlar com precisão o tamanho das partículas de níquel (NI) em catalisadores, melhorando seu desempenho nas reações de hidrogenação.

As descobertas, publicadas em Materiais funcionais avançadosofereça novas idéias sobre o design do catalisador para Aplicações industriais.

Catalisadores desempenham um papel essential na aceleração reações químicas sem ser consumido, e o tamanho das partículas de steel dentro delas é um fator -chave que influencia seu desempenho.

Enquanto partículas de Ni maiores contêm mais locais de alta coordenação que facilitam a dissociação de hidrogênio, partículas menores são dominados por locais de baixa coordenação que aumentam a adsorção do reagente. Conseguir controle preciso sobre esses tamanhos de partículas tem sido um desafio de longa knowledge no desenvolvimento do catalisador.

Neste estudo, os pesquisadores sintetizaram sílica mesoporosa e usaram uma estratégia que ajustou a proporção molar de etilenodiamina (EDA) para Ni para criar catalisadores de Ni/MS com tamanhos de partículas Ni variáveis. Usando uma combinação de abordagens experimentais e teóricas, eles analisaram como essas variações de tamanho afetam a hidrogenação da vanilina, uma reação chave na produção química fina.

Ao ajustar o tamanho das partículas, os pesquisadores podem otimizar o desempenho do catalisador e a seletividade do produto, embora encontre controle preciso Métodos tem sido desafiador.

Usando uma combinação de abordagens experimentais e teóricas, eles analisaram como essas variações de tamanho afetam a hidrogenação da vanilina, uma reação chave na produção química fina. Eles descobriram que a hidrogenação da vanilina em 2-metoxi-4-metilfenol (MMP) mostrou um pico de produtividade com o catalisador Ni/MS-4.8, que apresentava partículas de tamanho intermediário.

Eles demonstraram ainda que os átomos de Ni com baixa coordenação aumentam a adsorção do reagente, enquanto os átomos de Ni de alta coordenação promovem dissociação eficiente de hidrogênio, levando a um melhor desempenho catalítico.

Esse avanço fornece um novo caminho para otimizar o design do catalisador, abrindo caminho para reações de hidrogenação mais eficientes e seletivas.