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发音为“Catalytic Enhancement through Phase Partitioned Metal–Organic Framework Gas Shuttles” (说明:该术语为化学领域的专业术语,通常用于描述一种利用相分离金属-有机框架气体穿梭系统实现催化增强的方法。在翻译时,我们尽量保持了专业术语的准确性,并对长句进行了适当的拆分和调整,以便读者更容易理解。)
《Journal of the American Chemical Society》:Pronounced Catalytic Enhancement through Phase Partitioned Metal–Organic Framework Gas Shuttles
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年10月24日 来源:Journal of the American Chemical Society 15.6
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相分离金属有机框架U6P@U6通过疏水内核和亲水外层协同提升氢气传质效率,在HMF氢化反应中实现350%转化率提升,允许催化剂用量增加6倍,扩散速率提高140倍。

三相催化过程(如氢化反应)在化工行业中起着至关重要的作用。然而,气体在传统溶剂中的溶解度较低,这通常会因传质效果差而限制反应速率。为了解决这一难题,目前的方法依赖于高压、高温或特殊的反应器设计——这些措施显著增加了资本成本。在这里,我们报道了一种相分离的金属-有机框架材料U6P@U6的设计。该材料具有疏水性的UiO-66核心,该核心在水中仍能保持多孔性;同时具有亲水性的UiO-66外壳,确保了胶体稳定性。在由碳载钯(Pd-on-carbon)催化的羟甲基呋喃(hydroxymethylfurfural)向2,5-双(羟甲基)呋喃(2,5-bis(hydroxymethyl)furan)转化的模型反应中,U6P@U6作为一种永久性的多孔气体传输介质,能够有效地将氢气从气液界面传输到催化剂表面。实验表明,仅向反应混合物中添加3.7 wt%的U6P@U6,由于H2的传质速度加快,HMF的转化率提高了350%。这使得在反应过程中可以使用六倍于常规量的碳载钯催化剂,而不会受到传质限制。机理研究表明,传质效率的提高是由于H2在气液界面进入多孔颗粒的扩散速率比进入水中的扩散速率提高了140倍。
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