来自五个不同国家的合著者团队发现了一种用于工业关键的甲醇制碳氢化合物(MTH)过程中的催化剂的新设计概念，能够利用来源丰富的甲醇生产高需求的化学商品。
“通过使用液态镓作为促进剂，催化剂的寿命显着增加了 14 倍，查尔斯大学进行的细致的原位光谱研究揭示了分子水平对工作催化剂的影响，”该研究的作者之一说道。查尔斯大学理学院先进材料中心的 Mariya Shamzhy 进行了这项研究。
科学家们推出了一种提高 MTH 工艺效率和可持续性的新方法，这是化学工程领域的一项重大进步，这是将甲醇转化为有价值的化学品和燃料的关键方法。这项研究表明，使用镓 (Ga) 等低熔点金属可以显着提高 MTH 工艺中催化剂的性能和使用寿命。该研究发表在《自然通讯》杂志上。
传统上，MTH 工艺依赖于沸石催化剂。虽然有效，但这些催化剂会因焦炭沉积而迅速失活，需要频繁且昂贵的再生处理。研究团队推出的创新方法利用镓的独特性质来减缓焦炭的沉积并增强沸石催化剂中碳质物质的解吸。这不仅延长了催化剂的使用寿命，还提高了工艺的整体效率和可持续性。
该研究的一个重要发现是，将 ZSM-5 沸石与液态镓进行物理混合，所得到的催化剂在 MTH 反应中表现出更长的寿命，与传统的 ZSM-5 沸石催化剂相比，寿命增加了约 14 倍。这一显着的改进为更具成本效益和环境友好的化学制造工艺打开了大门。
这项研究的意义是深远的，为抗失活沸石催化剂的设计和制备提供了一条替代途径。通过减少定期再生处理的需要，该方法不仅降低了生产成本，还减少了与化学制造相关的环境足迹。
这一突破代表着在寻求更可持续和更高效的化学生产方法方面向前迈出了关键一步。它强调了整合新颖材料和创新技术来克服行业长期挑战的潜力。
研究小组的研究结果为开发下一代催化剂提供了一条充满希望的道路，该催化剂将在利用甲醇可持续生产有价值的化学产品方面发挥至关重要的作用。
“利用液态金属作为沸石催化剂促进剂的新概念为开发适用于各种工业过程的更高效、更稳健的催化系统带来了令人兴奋的可能性，”通讯作者之一、来自大学的 Vitaly V. Ordomsky 总结道。里尔，催化与固体化学联合会。