清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Mechanistic Insights into Radical-Induced Selective Oxidation of Methane over Nonmetallic Boron Nitride Catalysts

化学 甲烷 催化作用 激进的 甲烷厌氧氧化 光化学 烷烃 氮化硼 碳氢化合物 多相催化 无机化学 有机化学
作者
Peijie Han,Ran Yan,Yuqing Wei,Leisu Li,Jinsong Luo,Yang Pan,Binju Wang,Jingdong Lin,Shaolong Wan,Haifeng Xiong,Yong Wang,Shuai Wang
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:145 (19): 10564-10575
标识
DOI:10.1021/jacs.2c13648
摘要

Boron-based nonmetallic materials (such as B2O3 and BN) emerge as promising catalysts for selective oxidation of light alkanes by O2 to form value-added products, resulting from their unique advantage in suppressing CO2 formation. However, the site requirements and reaction mechanism of these boron-based catalysts are still in vigorous debate, especially for methane (the most stable and abundant alkane). Here, we show that hexagonal BN (h-BN) exhibits high selectivities to formaldehyde and CO in catalyzing aerobic oxidation of methane, similar to Al2O3-supported B2O3 catalysts, while h-BN requires an extra induction period to reach a steady state. According to various structural characterizations, we find that active boron oxide species are gradually formed in situ on the surface of h-BN, which accounts for the observed induction period. Unexpectedly, kinetic studies on the effects of void space, catalyst loading, and methane conversion all indicate that h-BN merely acts as a radical generator to induce gas-phase radical reactions of methane oxidation, in contrast to the predominant surface reactions on B2O3/Al2O3 catalysts. Consequently, a revised kinetic model is developed to accurately describe the gas-phase radical feature of methane oxidation over h-BN. With the aid of in situ synchrotron vacuum ultraviolet photoionization mass spectroscopy, the methyl radical (CH3•) is further verified as the primary reactive species that triggers the gas-phase methane oxidation network. Theoretical calculations elucidate that the moderate H-abstraction ability of predominant CH3• and CH3OO• radicals renders an easier control of the methane oxidation selectivity compared to other oxygen-containing radicals generally proposed for such processes, bringing deeper understanding of the excellent anti-overoxidation ability of boron-based catalysts.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
13秒前
xun完成签到,获得积分10
14秒前
喵星人发布了新的文献求助10
16秒前
空曲完成签到 ,获得积分20
17秒前
cadcae完成签到,获得积分10
35秒前
36秒前
herpes完成签到 ,获得积分0
43秒前
姚芭蕉完成签到 ,获得积分0
58秒前
zly完成签到 ,获得积分10
1分钟前
tg2024完成签到 ,获得积分10
1分钟前
gobi完成签到 ,获得积分10
1分钟前
wwww完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Jenny完成签到,获得积分10
1分钟前
Linson发布了新的文献求助10
1分钟前
一个小胖子完成签到,获得积分10
2分钟前
zhdjj完成签到 ,获得积分10
2分钟前
青春梦完成签到 ,获得积分10
2分钟前
明亮的幻竹完成签到 ,获得积分10
2分钟前
naczx完成签到,获得积分10
2分钟前
rad1413完成签到 ,获得积分10
2分钟前
whuhustwit完成签到,获得积分10
2分钟前
wang完成签到,获得积分10
3分钟前
终究是残念完成签到,获得积分10
3分钟前
程翠丝完成签到,获得积分10
3分钟前
laoli2022完成签到,获得积分10
3分钟前
jensen完成签到 ,获得积分10
4分钟前
绿色心情完成签到 ,获得积分10
4分钟前
sougardenist完成签到,获得积分10
4分钟前
所得皆所愿完成签到 ,获得积分10
4分钟前
1234完成签到 ,获得积分10
4分钟前
纷飞完成签到 ,获得积分10
4分钟前
丘比特应助cc采纳,获得10
4分钟前
端庄洪纲完成签到 ,获得积分10
4分钟前
喜羊羊完成签到 ,获得积分10
5分钟前
chawenxian2025完成签到 ,获得积分10
5分钟前
5分钟前
fareless完成签到 ,获得积分10
5分钟前
香蕉觅云应助征坤888采纳,获得10
5分钟前
平凡世界完成签到 ,获得积分10
5分钟前
小白兔完成签到 ,获得积分10
5分钟前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Diagnostic immunohistochemistry : theranostic and genomic applications 6th Edition 500
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 400
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3155031
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2805746
关于积分的说明 7865884
捐赠科研通 2464004
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1311698
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 629728
版权声明 601856