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Conversión de etanol en un solo paso para la síntesis de 1,3-butadieno sobre una malla de nanomaterial VMT-SiO bidimensional cargada con óxido de magnesio y óxido de cobre

Autores: Qin, Yaqi; Fang, Kegong; Li, Wenbin; Jiu, Hongfang

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se utilizó una nanomalla de sílice porosa bidimensional (VMT-SiO) como portador para preparar catalizadores a base de MgO-CuO y se probaron para la conversión de etanol a 1,3-butadieno en un solo paso. Se investigaron principalmente los efectos de la composición del catalizador y diferentes temperaturas de calcinación en el rendimiento de las reacciones de los catalizadores. Combinando varias técnicas de caracterización, como HRTEM, XRD, FT-IR y TPD, se encontró que el estado de dispersión de MgO y CuO en la superficie del catalizador estaba relacionado con la temperatura de calcinación, lo que a su vez inducía cambios en las propiedades ácido-base. Un pequeño número de centros ácidos y una proporción adecuada de centros alcalinos de media-fuerte mantenían un equilibrio sutil, afectando el rendimiento catalítico. Una menor relación total ácido/base es más favorable para la conversión de etanol y la formación de 1,3-butadieno. Al mismo tiempo, el efecto sinérgico de CuO y MgO promueve la transformación del producto intermedio acetaldehído, que es clave para asegurar la posterior condensación aldólica y luego la formación de 1,3-butadieno. Entre las muestras investigadas, el catalizador CuO/MgO-VMT-SiO calcinado a 500 grados C mostró el mejor rendimiento catalítico, con una impresionante conversión de etanol del 47.8% y formación de 1,3-butadieno (42.6% de selectividad y un rendimiento espacio-tiempo de 182.0 g·kg·h).

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