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从围棋中汲取灵感,清华魏飞教授建立分子筛新模型阐释失活过程

分子筛是一类具有有序多孔结构的硅酸盐/磷酸硅铝盐,在现代化学工业中广泛应用于催化剂、吸附剂的生产中。分子筛的有序孔道结构能够对分子结构进行限域,促进化学反应的发生。但是,这些孔道很容易被反应中生成的大分子和焦炭阻塞。为了避免失活的发生,科学家们需要认识失活的机理和过程,但是关于分子筛上失活过程的定量分析很少。清华大学魏飞教授(点击查看介绍)研究团队从中国传统的游戏——围棋中汲取灵感,提出了全新的描述分子筛上积碳失活的模型。正如围棋中被对方棋子围住的棋会失去“气”,进而从棋盘上移走一样,分子筛内被积碳围住的区域同样失去了与外界的连接,从而被认为为失活,尽管其内部可能是空的。


他们将一维模型应用于一维分子筛ZSM-12的甲醇制备芳香烃的反应过程中,发现能够很好地描述其反应失活过程。作者将其应用于三维分子筛如SAPO-34上,预测了酸性变化对反应性能的非线性影响和最佳酸性比例(66%),以使得酸性位点得到最大限度的利用。这一模型可以用于与催化剂失活的实验相对照,帮助科学家们更好地理解分子筛催化剂上的失活过程。相关成果发表在Catalysis Science & Technology 上。


该论文作者为:Dali Cai, Yunhai Ma, Yilin Hou, Yu Cui, Zhao Jia, Chenxi Zhang, Yao Wanga and Fei Wei

原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

Establishing a discrete Ising model for zeolite deactivation: inspiration from the game of Go

Catal. Sci. & Technol., 2017, DOI: 10.1039/C7CY00331E


导师介绍

魏飞

http://www.x-mol.com/university/faculty/21061


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