钨基多相催化剂广泛应用于石油加工和化学品制造过程。在众多的化工制造过程中，由乙烯和丁烯经烯烃复分解反应制备丙烯的过程受到广泛的关注，这是由于页岩气的大量开采提供了大量潜在的乙烯以及丙烯生产原料石脑油供应不断减少造成的。浸渍法制备的WO3/SiO2催化剂在工业中用于烯烃复分解反应，但是浸渍法合成催化剂的钨物种分散度低，会生成无活性的WO3物种。为制备高活性的钨基催化剂，人们需要深入了解催化剂结构与活性之间的关系。
近日，兰州大学的吴剑峰青年研究员与加拿大的胡永锋教授、美国堪萨斯大学的Marco Caricato教授、Bala Subramaniam教授团队借助X射线光电子能谱、固体核磁共振技术、同步辐射技术，并辅以理论计算对不同方法合成的钨修饰介孔硅催化剂（W-KIT-6）进行了研究（图1）。研究结果表明，在450 ℃下，W–O–Si物种是2-丁烯和乙烯复分解生成丙烯的活性位前体。这一结论由以下实验证据支持，经过煅烧的W-KIT-6催化剂上W–O–Si物种的数量与2-丁烯的转化率呈线性关系，而不依赖于钨的负载量（图2）。作者进一步发现，对于指定的钨负载量催化剂，可接近的W–O–Si物种和丙烯的产率可以通过在合成催化剂过程中延迟加入钨源来实现。
图1. W-KIT-6催化剂三种可能的结构物种W–O–W、W–O–Si和Si–O–Si。W–O–Si物种代表活性物种前体，SSNMR代表固体核磁共振。
图2. W-KIT-6催化剂表面2-丁烯转化率和W–O–Si物种峰面积百分比之间的线性相关性。括号中的数值代表钨的重量百分比负载量，对于9.2 wt %钨负载量的催化剂，钨源延迟添加2 h。
该成果近期发表在ACS Catalysis 上，并被编辑部选为封面文章。
该论文作者为：Jian-Feng Wu, Anand Ramanathan, Alessandro Biancardi, Amy Marie Jystad, Marco Caricato, Yongfeng Hu, Bala Subramaniam
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Correlation of Active Site Precursors and Olefin Metathesis Activity in W‑Incorporated Silicates
ACS Catal., 2018, 8, 10437, DOI: 10.1021/acscatal.8b03263
吴剑峰青年研究员简介
吴剑峰，博士，硕士生导师，兰州大学青年研究员（首批）；2014年6月在兰州大学化学化工学院获博士学位，2014年7月至2017年8月在美国堪萨斯大学环境友好催化中心从事博士后研究，2017年9月任职于兰州大学，2018年7月加入李灿院士在兰州大学的团队；致力于固体核磁共振技术在多相体系下反应机理的研究（C1化学）和多相催化剂的催化评价研究，先后在J. Am. Chem. Soc.、Chem. -Eur. J.、ACS Catal.、J. Catal.和Appl. Catal. A: Gen等杂志发表过学术论文，为J. Catal.、Ind. Eng. Chem. Res.等期刊担任审稿人；目前，主持国家青年自然科学基金一项、甘肃省青年自然科学基金一项，参与中央高校重点项目一项。
研究方向：
（1）C1化学（甲烷的活化和转化，二氧化碳的活化和转化）；
（2）固体核磁共振技术应用于多相体系下反应机理的研究；
（3）多相催化剂的催化评价。
http://www.x-mol.com/university/faculty/50062
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