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YACOO:新型催化剂使汽油更清洁高效
2015-06-16
来源：转载自第三方
关键词：催化剂；芳香烃；清洁高效
据美国能源信息管理局估计，去年美国共消耗了1,370亿加仑（1加仑=3.78升）汽油，平均每天消耗约3.75亿加仑。汽油含苯，而苯已经被美国环境保护署（EPA）确认为致癌因素。
最近，一个由美国西北大学Tobin J. Marks教授带领的研究团队正在尝试去除汽油中的苯。科学家们开发了一种廉价催化剂，能有效除去汽油中的苯，而且不影响其它芳香烃，这将会使汽油更加清洁高效。
芳烃能够提高天然气的辛烷值和燃油效率，Marks说，“我们买的汽油中有三分之一都是芳香烃混合物，苯也在其中”。“苯是已知的致癌物，并且很难去除。我们的催化剂通过一个全新的方式去除苯，而且可能非常廉价。”Marks补充说，“我们可以降低汽油的成本，同时，也能解决环境和健康问题。”
这种有机金属催化剂不含昂贵的铂，取而代之的是价格合理又简单的锆。有机锆络合物通过化学吸附负载在Brønsted酸性的硫酸化氧化锆（ZRS）、硫酸化Al2O3（ALS）以及ZrO2-WO3（ZRW）上。只需要温和的条件（25℃，1个大气压H2），负载的Cp*ZrMe3、Cp*ZrBz3和CP*ZrPh3催化剂在苯加氢反应中具有较高的活性，且反应活性会随酸度的下降而减弱。其中，ZRS?ALS≈ZRW，表明更多的Brønsted酸性氧化物能提供更强的表面有机金属亲电子团，因此有较高的苯加氢活性。通过苯/甲苯混合物的选择性加氢，发现CP*ZrBz2+/ALS-具有中度选择性，不过其苯加氢活性最高。
通过固态NMR光谱法、X射线吸收光谱（XAS）以及周期性DFT方法对负载的Cp*ZrMe3和Cp*ZrBz3进行结构和计算研究，发现具有较大位阻效应的Cp*ZrBz2+/ALS-比Cp*ZrMe2+/ALS-有更大Zr…表面距离。同时表明，催化剂的苄基拉开了“阳离子”金属中心—阴离子硫酸化氧化物表面的距离，并且这种分离/消弱的离子成对促使更多立体位阻的芳烃发生活化/插入，并影响氢化速率和选择性模式。
这个研究团队包括了美国阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory）以及Universal Oil Products（UOP）的科学家，研究成果作为封面文章发表于《JACS》。
来源：X-MOL行业资讯
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