פרוטוקול לסינתזה של HNbWO6, hnbwo6, hnbwo6 מוצק ננוגיליון הננו שונה Pt/cnts מוצג.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
פרוטוקול לסינתזה של HNbWO6, hnbwo6, hnbwo6 מוצק ננוגיליון הננו שונה Pt/cnts מוצג.
אנו כאן להציג שיטה לסינתזה של HNbWO6, hnbwo6, hnbwo6 הננו מוצק חומצה ננוsheet שונה Pt/cnts. על ידי שינוי המשקל של ננוגיליונות שונים של חומצה מוצק, סדרה של Pt/xHMNO6/cnts עם קומפוזיציות מוצק חומצה שונים (x = 5, 20 wt%; M = Nb, Ta; N = Mo, W) הוכנו על ידי הטיפול הננו-שפופרת פחמן, החלפת protonic, קילוף חומצה מוצק, צבירה ולבסוף הספגה חלקיקים Pt. ה-Pt/xHMNO6/cnts מאופיינים בעקיפה של קרני רנטגן, סריקת מיקרוסקופ אלקטרוני, מיקרוסקופ אלקטרוני שידור ו-NH3טמפרטורה מתוכנת. המחקר חשף כי HNbWO6 ננוגיליונות צורפו על cnts, עם כמה קצוות של ננוגיליונות להיות מכופף בצורה. חוזק החומצה של זרזים Pt נתמך עולה בסדר הבא: Pt/CNTs < Pt/5HNbWO6/cnts < Pt/20HNbMoO6/cnts ≪ Pt/20 hnbwo6/Cnts ≪ pt/20hnbmoo 6/cntss. בנוסף, הידרו קטליטיים של תרכובת המודל של lignin-נגזר: אתר diphenyl באמצעות מסונתז Pt/20HNbWO6 זרז נחקר.
תהליכי תעשיה רבים לייצור כימיקלים כרוכים בשימוש בחומצה אורגנית מימית. דוגמה אחת טיפוסית היא H2המקובל כל כך4 תהליך עבור הידרציה של ציקלוהקאן לייצר cyclohexanol. התהליך כולל מערכת biphasic, עם ציקלוהקאן להיות בשלב אורגני ואת המוצר cyclohexanol להיות בשלב מימית חומצי, ובכך להפוך את תהליך ההפרדה על ידי זיקוק פשוט קשה. מלבד הקושי בהפרדה והתאוששות, חומצה אורגנית הוא גם רעיל מאוד ומאכל לציוד. לפעמים, השימוש בחומצה לא אורגנית יוצר תוצרי לוואי שיוריד את תפוקת המוצר ויש להימנע ממנו. לדוגמה, התייבשות של 2-ציקלוהקאן-1-ol כדי לייצר 1, 3-ציקלוהקסן באמצעות H2כך4 יוביל לתוצרי לוואי פולימור1. כך, תהליכים תעשייתיים רבים לנוע לכיוון שימוש זרזים חומצה מוצק. חומצות מוצק עמידות במים שונים משמשים כדי לפתור את הבעיה לעיל כדי למקסם את התשואות המוצר, כגון השימוש HZSM-5 ו-ברחוב. השימוש של הגבוהה סיליקה hzsm-5 זאוליט הוכח להחליף H2כל כך4 בייצור של cyclohexanol מתוך בנזן2. מאחר והזאוליט נוכח בשלב הנייטרלי, המוצר ילך לשלב האורגני באופן בלעדי, ובכך יפשט את תהליך ההפרדה. עם זאת, בשל חומצות לואיס בסיס היווצרות של מולקולות מים לאתרי חומצת לואיס, חומרים zeolitic עדיין הפגינו בסלקטיביות נמוכה יותר בשל נוכחותם של אתרים לא פעילים3. בין כל אלה חומצות מוצק, Nb2O5 הוא אחד המועמדים הטובים ביותר המכילים הן לואיס ו חומצה BrØnsted אתרים. החומציות של Nb2o5∙ nH2o שווה ערך 70% H2כל כך4 הפתרון, בשל נוכחותם של הפרוטונים לאבאיל. החומציות הBrØnsted, הדומה לחומר הזיטוני, גבוה מאוד. חומציות זו תפנה אל לואיס חומציות לאחר חיסול המים. בנוכחות מים, Nb2o5 מהווה את הטטרהדרב14-H2o adducts, אשר עשויים להקטין את חומציות לואיס. עם זאת, האתרים חומצה לואיס הם עדיין יעילים מאז ה-NbO4 טטרהדרד עדיין יש חיובים חיוביים יעילים4. תופעה כזו הוכיחה בהצלחה המרה של גלוקוז לתוך 5-(הידרוקסימתיל) furfural (HMF) ו בזיללציה של בנזלדהייד עם טטראליאיל בדיל במים5. זרזים עמידים בפני מים הם קריטיים ולכן בהמרת ביומסה ביישומים אנרגיה מתחדשת, במיוחד כאשר ההמרות מתבצעות ממיסים שפירים סביבתיים כגון מים.
בין הרבים הסביבתיים שפירים מוצק חומצה שפיר, הפונקציונליזציה פחמן ננו באמצעות הגרפן, פחמן צינוריות, פחמן ננוסיבים, mesoporous חומרים פחמן כבר משחק תפקיד חשוב ב valorization של ביומסה בשל ה , משטח מאוד גבוה. והידרופוביטי6,7 הנגזרים הסולולטיים הם יציבים במיוחד וחומרים מאוד קטליטי ופעילים. הם יכולים להיות מוכנים על ידי הקרנון לא מלאה של תרכובות ארומטיות הסולאוטיים8 או על ידי הסולרות של סוכרים בלתי מואבקים לחלוטין9. הם הוכיחו להיות זרזים יעילים מאוד (למשל, עבור האסטפיקציה של חומצות שומן גבוהות יותר) עם פעילות הדומה לשימוש ב-H2הנוזלי כל כך4. גרארנים ו-CNTs הם חומרי פחמן עם שטח שטח גדול, תכונות מכניות מעולה, עמידות לחומצה טובה, הפצות בגודל הנקבוביות האחיד, כמו גם התנגדות לתצהיר קוק. גראפן הסולולנטי נמצא ביעילות לזרז את ההידרוליזה של אצטט אתיל10 ו-bifunctional מזרזים ביותר מצאו כדי להקל על המרה של סיר אחד של חומצה levullinic γ-valerolactone11. מתכות bifunctional נתמך ב cnts הם גם זרזים יעילים מאוד עבור יישום המרת ביומסה12,13 כגון חמצון אירובי מאוד סלקטיבי של hmf כדי 2, 5-diformylfuran על VO2-PANI/cnt . זרז14
ניצול המאפיינים הייחודיים של Nb2O5 חומצה מוצק, פונקציונטים cnts ו bifunctional מתכת נתמך ב cnts, אנו מדווחים על הפרוטוקול לסינתזה של סדרה של Nb (Ta)-מבוסס חומצה מוצק ננוגיליון שונה Pt/cnts עם גבוהה שטח על-ידי שיטת צבירה של מצבור ננוגיליונות. יתר על כן, הדגמנו כי Pt/20HNbWO6/cnts, כתוצאה של ההשפעה הסינמיסטית של חלקיקים pt התפזרו היטב ואתרי חומצה חזקה נגזר HNbWO6 ננוגיליונות, התערוכה הטובה ביותר ובסלקטיביות בהמרת lignin-נגזרת תרכובות מודל לדלקים על ידי הידרוחמצון.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
התראה: לשיטות הטיפול המתאימות, המאפיינים והרעלים של הכימיקלים המתוארים בנייר זה, מתייחסים לגיליונות הנתונים הרלוונטיים של בטיחות החומרים (MSDS). חלק מכימיקלים המשמשים הם רעילים, מסרטנים וטיפול מיוחד חייב להילקח. ננו עשוי להציב סכנות בטיחות והשפעות בריאותיות. יש להימנע מאינהלציה וממגע העור. יש להפעיל אמצעי זהירות בטיחות, כגון ביצוע סינתזה הזרז של מכסה המנוע והערכת ביצועי זרז עם כורים אוטוקלב. יש לענוד ציוד הגנה אישי.
1. טיפול מקדים של CNTs13
2. הכנת HNbWO6 מוצק nanosheets ננו15 על ידי החליפין protonic ואחריו קילוף
3. הכנת HNbMO6 ננוגיליונות מוצקים לחומצה
הערה: ההליך דומה לזה של שלב 2 למעט הצעד הראשון והשלישי.
4. הכנת של HTaWO6 ננוגיליונות מוצקים לחומצה
הערה: ההליך דומה לזה של שלב 2 למעט הצעד הראשון והשלישי.
5. הכנת HNbWO6/mwcnts על ידי שיטת הצבירה ננוגיליונות
6. הכנה של Pt/20HNbWO6/cnts לפי שיטת העיבור
7. הידרוחמצון של אתר ארומטי הנגזר מליגנין
הערה: האתר הארומטי שנבחר ליגניב הוא דיפנקסיל אתר בניסוי זה. האתר הארומטי שנבחר ליגניב הוא דיפנקסיל אתר בניסוי זה. הפעילות של Pt/20HTaWO6/cnts (88.8% המרה, לא מוצג בנייר זה) נמוך מ Pt/20Htawo6/cnts (99.6%), ולכן התשואה של הציקלוהקאן יורדת. מכאן, למרות, הסלקטיביות הגבוהה של ציקלוהקאן הושגה מעל Pt/20HTaWO6/Cnts, המרה נמוכה יותר של אתר diphenyl מגביל את הניצול שלה. שימוש בציוד הגנה מתאים ומנדפים כדי לבצע את התגובה באמצעות ריאגנטים מסרטנים.
1
2
3הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דפוסי עקיפה של קרני רנטגן (XRD) נחקרו עבור LiNbWO הקודמן6 ואת המקבילה פרוטון החליפו לדוגמה HNbWO6 כדי לקבוע את השלב (איור 1 ואיור 2). ה-NH3-הטמפרטורה מתוכנת (nh3-TPD) שימש לחקור את חומציות פני השטח של דגימות catalyst (איור 3). סריקת מיקרוסקופ אלקטרוני (SEM) עם מיקרואנליזה רנטגן ומיקרוסקופ אלקטרוני שידור (TEM) נרשמו לחקר המבנה (איור 4 ואיור 5
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
טיפול מקדים של CNTs עם חומצה חנקנית מגבירים את שטח המשטח המסוים (SBET) באופן משמעותי. Raw CNTs יש אזור משטח ספציפי של 103 m2/g תוך כדי הטיפול, שטח פני השטח הוגדלה כדי 134 m2/g. לכן, טיפול מראש כזה כדי ליצור פגמים על פני השטח CNT תהיה השפעה חיובית על פני שטח מסוים על הזרזים לאחר שינוי חומצה מוצק הספגה חלקיק פלטינה. מאז השטח יהיה ירידה לאחר שילוב של ננו גיליונות, שלב זה הוא קריטי מאוד כדי למקסם את שטח פני השטח של זרזים הסופי. הסיבה לכך היא לאחר התאגדות ננו-גיליון והספגה מתכת, חלק הנקבוביות ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
. אין לנו מה לגלות
העבודה המתוארת במאמר זה הייתה נתמכת באופן מלא על ידי מענק מתוך מועצת מענקי המחקר של הונג קונג באזור המינהלי המיוחד, סין (בFDS25/E09/17). אנו גם מכירים בהכרת המדינה הלאומית למדע הטבע של סין (21373038 ו-21403026) לאספקת מכשירים אנליטיים לאפיון זרז והכור למיטה קבועה להערכת ביצועי הזרז. ד ר Hongxu צ'י רוצה להודות על המחקר המחקרי שניתנו על ידי מועצת מענקי המחקר של הונג קונג (מאוסי/FDS25/E09/17).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| ננו-צינורות פחמן (רב-דפנות) | סיגמא אולדריץ' | 724769 | |
| חומצה חנקתית (65%)חומצה | סיגמא אולדריץ | <חזקה>V000191 | |
| גופרתית (98%) | MERCK | 100748 | |
| ליתיום קרבונט (>99%) | אלאדין | L196236 | |
| ניוביום פנטאוקסיד (99.95%) | אלאדין | N108413 | |
| טונגסטן תלת-חמצני (99.8%) | אלאדין | T103857 | |
| מוליבדן תלת-חמצני (99.5%) | אלאדין | M104355 | |
| תחמוצת טנטלום (99.5%) | אלאדין | T104746 | |
| חומצה כלורופלטינית הקסהידרט, ≥ 37.50% בסיס | סיגמא אולדריץ' | 206083 | |
| טטרה (n-בוטילאמוניום) הידרוקסיד 30-הידראט | אלאדין | D117227 | |
| אתר דיפניל, 98% | אלאדין | D110644 | |
| 2-ברומואצטופנון,98% | אלאדין | B103328 | |
| דיאתיל אתר,99.5% | סינופארם | ||
| % | אלאדין | ||
| n-Dodecane,99% | Aladdin | D119697 | |
| Autoclave Reactor | CJF-0.05— 0.1 ליטר (Dalian Tongda Equipment Technology Development Co., Ltd) | ||
| תנור | SK2-1-10/12 (תנור חשמלי Luoyang Huaxulier Co., Ltd) |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.