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聚合物薄膜实现连续高效的化学转化!王建黎教授团队在催化膜研究中获进展

作者:王建黎教授团队责任编辑:安晓霞 李丹琳发布时间:2022-06-22浏览次数:169

纳米催化剂因其高表面能、高比表面之优势在药物合成、废水/废气处理、石油化工等领域备受关注。然而,其规模化应用往往面临加载困难、床层压降过大、产物与催化剂难以分离等操作问题。

鉴于此,化学工程学院王建黎教授团队提出基于微凝胶三维网络和微滤膜孔道协同分散纳米催化剂的新策略。团队利用刺激响应性微凝胶可逆膨胀-收缩特点,通过简单的动态过滤法制备了一种特殊结构的载Ag催化膜既解决了Ag纳米颗粒的分散和重复利用问题,又能够使其充分暴露,保持纳米催化剂高表面能、高比表面之优势。此外,溶胀的微凝胶迫使反应物料从纳米催化剂表面强制单向流动,从而克服催化剂表面的反应物和产物的静态扩散对总反应的限制作用。

催化膜可用于高效催化硝基芳香化合物的连续还原处理反应的表观速率常数达1.12s-1,催化剂的周转频率(TOF170.3h-1膜反应器连续运行7h后,出料液中4-硝基苯酚的转化率保持85%以上此类催化膜在有机合成、废水处理以及快速分离检测等场合中具有较大的应用潜力。同时,文中所提出的过程强化策略对提升纳米贵金属催化剂的实用性具有一定指导意义。

该成果以Efficient and continuous chemical conversion in a thin membrane comprising three-dimensional network trapping Ag nanoparticles为题发表于Applied Catalysis B:Environmental》。

论文的第一作者为浙江工业大学化学工程学院硕士研究生毛煜华。该工作在王建黎教授和张浩博士的指导下完成。研究工作得到了国家自然科学基金(2217831722109138)和浙江省自然科学基金(LY18B040004)资助。


论文发表


硝基芳香化合物的连续还原处理

 

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