Upphovsman:CC0 Public Domain
Etylen är en viktig petrokemisk råvara. Dess produktion är en symbol för ett lands petrokemiska produktionskapacitet och nivå. På grund av oxidation och dehydrogenering av etan, det är svårt att kontrollera oxidationsgraden, och sidreaktionerna gör mestadels eten mindre selektiv.
I en studie publicerad i ACS Catalysis, en forskargrupp ledd av prof. XIE Kui från Fujian Institute of Research on the Structure of Matter (FJIRSM) från den kinesiska vetenskapsakademien rapporterade om ett kopplat system där en ny process för icke-oxiderad dehydrogenering av etan till eten realiserades i proton ledande fastoxid elektrolytisk cell.
Forskarna fann att etan elektrokatalyserades till eten och protoner (C 2 H 6 → C 2 H 4 + 2H + + 2e - ) vid anoden, och protonerna "extraherades" med elektrolyt till katoden för att bilda väte (2H + + 2e - → H 2 ). När CO 2 och proton reagerar vid katoden, CO (CO 2 + 2H + + 2e - → CO + H 2 O) genereras. CO 2 reduceras till CO -bränsle, och överpotentialen mellan de två elektroderna reduceras, sålunda förbättras dehydrogeneringseffektiviteten för etan kraftigt.
Elektrokemisk "extraktion" av protoner uppnår effektiv icke-oxidativ dehydrogenering av etan till eten. Vid atmosfärstryck, 700 ℃ och 0,8 V, omvandlingsfrekvensen för etan är upp till 75,2%, etylens selektivitet är ～ 100%, och prestandan för 100 timmars drift minskar inte.
Förutom, experimentella och teoretiska resultat avslöjade att genom dopning av Nb 1.33 (Ti 0,8 Mn 0,2 ) 0,67O4-δ (NTMO) och nitning av tillväxtnanometern Ni x Cu1 -x legering på ytan in situ, och metalloxidgränssnittssystemet konstruerades för att öka den elektrokatalytiska aktiviteten och kolavsättningsresistensen för etanomvandling.
Denna nya elektrokatalytiska process insåg inte bara icke-oxidationsdehydrogenering av etan till eten, men också minskning och högt värdeutnyttjande av CO 2 , som har ekonomisk och hållbar utvecklingspotential. Denna studie ger en effektiv och pålitlig elektrokemisk metod för omvandling av C 2 H 6 , och banar ett nytt sätt för konvertering av andra alkaner.
