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Flame Synthesis of Zr/ZSM-5 Catalysts with Tunable Acidity for the Oxidative Dehydrogenation of Propane to Propene

Journal of Thermal Science 2024年第1期33卷 268-283页

作者： DANIEL Samuel fonzeu monguen cedric karel WU Lingnan TIAN Zhenyu Institute of Engineering Thermophysics Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China

Tuning the surface acidity of ZSM-5 catalyst is essential to achieve desired propene selectivity and *** several ratios of Zr were utilized to modify ZSM-5 via flame spray pyrolysis technique coupled with a pulse spray evaporation *** interaction between Zr and ZSM-5 in the flame influenced the physicochemical and acidity properties of the Zr/*** increasing Zr ratio in ZSM-5 shows coated layers of irregular nano-sized Zr with an increase in crystallite sizes due to the synergetic effect between Zr and *** surface chemical analysis revealed increased lattice oxygen on the Zr modified ZSM-5(1:4) sample compared to other *** acidity analysis revealed the Lewis and Br?nsted acid distribution in the weak and medium acid sites on the catalyst ***,the increase in Zr loading decreased the concentration of Br?nsted acid sites and tuned the catalyst surface to more Lewis acidity,promoting propene selectivity and hindering the over-oxidation of *** modified ZSM-5 catalysts were examined in a fixed bed reactor within 300℃-700℃ at a gas hourly space velocity(GHSV) of 6000 mL·g(catalysts)^(-1)·h^(-1) for the oxidative dehydrogenation of propane(ODHP) to *** the catalysts,Zr/ZSM-5(1:4) exhibited the best propene yield, with 57.19% propane conversion and 75.54% selectivity to propene and the highest *** work provides a promising strategy for tuning the surface acidity of ZSM-5 with Zr for ODHP applications.

关键词： flame synthesis Zr modified ZSM-5 catalyst ODHP surface acidity lattice oxygen

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