催化剂沸石纳米孔的发现可能为清洁能源和碳捕集提供新材料

时间:2020-04-20 18:05 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

催化剂沸石纳米孔的发现可能为清洁能源和碳捕集提供新材料

马萨诸塞州立大学阿默斯特分校的研究人员发现了合成催化剂沸石纳米孔的新材料。

沸石晶体,其中用于炼制石油汽油和生物质转化为生物燃料,是地球上最常用的催化剂按重量,和发现机制的形式已经被强烈的兴趣化工及相关研究人员,说化学家斯科特·奥尔巴赫马萨诸塞大学阿默斯特和他的同事们。他们希望他们在了解沸石结构和振动的新方法上取得的进展,可以为复杂的新应用带来量身定制的新型沸石。

他们在最近一期《美国化学社会杂志》上的封面故事,描述了这个团队如何使用系统分析和一种叫拉曼光谱的技术,再加上量子力学模型,来发现他们称之为三环桥的新纳米尺度的构件。帮助解释zeolites’多孔结构及其动力学行为。

催化剂沸石纳米孔的发现可能为清洁能源和碳捕集提供新材料

奥尔巴赫说,这个突破很重要,因为它给了我们一种方式去看不可见的东西;沸石晶体的精确结构。我们希望这些结构上的见解能帮助我们合成新的、特制的沸石,用于清洁能源和碳捕获领域的高级应用。

作者认为,用过于简单的方法来取代原来的方法是不可取的。他们的方法可以提高我们利用拉曼光谱作为分析工具的能力,利用三环桥的概念来研究沸石的结构和形成。

在这项由美国能源部材料科学与工程部门支持的工作中,Auerbach和他的同事们说,由于前驱体结构是中等大小的,因此它们落入纳米级的盲区,使得揭示沸石的合成变得复杂。mdash;原子水平和官能团结构分析太大,x射线分析太混乱。相比之下,拉曼光谱已经成为探测各种材料中程结构的有力工具。他们指出。

范解释说,到目前为止,对合成具有新结构和新成分的沸石的实验研究都是基于反复试验的方法,而对这一过程的表征提出了一个诱人的挑战。他们指出,他们基于三环桥的贡献为理解结晶途径提供了一种新的工具,为设计用于催化和分离的高级应用材料打开了大门。

此外,他们还指出,人们通常认为拉曼带可以用于单个的沸石环,但几乎没有证据。他们检验了这个假设,发现三环桥三种沸石环连在一起的集合在沸石形成过程中起着至关重要的作用。利用这一点,他们发现了沸石键角和拉曼频率之间的精确关系,可以用来确定沸石结晶过程中形成的结构。

在未来的工作中,Auerbach、Fan和他们的团队计划在沸石结晶过程中测量和模拟拉曼光谱,以确定哪些三环桥接存在并将被生成的沸石所继承。

参考文献:包括邻近环在内的三环桥对理解沸石的拉曼光谱的关键作用;王通昆、罗松、杰弗里·a·托姆塞特、迈克尔·t·提姆科、范伟和斯科特·m·奥尔巴赫,2019年11月28日,《美国化学学会期刊》。

DOI: 10.1021 / jacs.9b10346

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