碳氮化硼(BCN)材料是一种新型的氧化脱氢催化剂,能有效地将烷烃转化为烯烃。然而,BCN材料在较高的反应温度下,由于过度氧化,容易形成块状的B2O3,导致明显的失活。
在这里,福州大学谢在来教授,Sen Lin报道了一系列用于丙烷氧化脱氢(ODHP)反应的超稳定的BCN纳米片。
文章要点
1)通过改变鸟嘌呤的用量可以很容易地调节BCN纳米片的催化性能。控制实验和结构表征表明,适量碳的引入可以防止BCN材料生成过量的B2O_3,并在520℃的高温下保持2D骨架。
2)性能最好的催化剂BCN具有81.9%的烯烃选择性,丙烷转化率稳定在35.8%,丙烯产率达到16.2 mmol h-1 g-1,远远好于六方BN(h-BN)催化剂。密度泛函理论计算结果表明,分散碳原子的存在会显著影响h-BN的电子微环境,从而提高BCN的催化活性。
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Guangming Wang, et al, Surface Chemistry and Catalytic Reactivity of Borocarbonitride in Oxidative Dehydrogenation of Propane, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202307470
DOI: 10.1002/anie.202307470
https://doi.org/10.1002/anie.202307470