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超级含氟温室气体资源化利用催化剂开发新进展:基于主客体的“空间限域”策略
发布时间:2023-02-27

氢氟烷烃化合物(Hydrofluorocarbons, HFCs)广泛应用于制冷剂、发泡剂以及气雾剂等,是现代社会发展不可或缺的功能性化工产品。我国也是全球最大的HFCs的生产、消费以及出口国。然而,HFCs类物质具有极高的全球温室效应潜能值(Global Warming Potential, GWP),约为CO2的58-14800倍。我国于2021年9月正式加入《〈蒙特利尔议定书〉基加利修正案》,并开始管控和削减HFCs化合物的使用。所以,如何将目前大量产能过剩的HFCs物质资源化转化处理,是我国氟化工领域所面临的严峻问题。含氟烷烃的资源化转化是目前处理含氟烷烃最有效的手段,其中,含氟烷烃脱氟化氢制备含氟烯烃是最为简便、高效的一种技术手段,也成为了氟化工行业的热门。因此高效脱氟化氢催化剂成为研究重点。


在前期“空间限域”策略研究的基础上,团队采用水滑石材料MgFe-CO32--LDH为主体,NH4VO3为客体,通过对水滑石层间阴离子插层取代的方式制备出VO3-插层的MgFe-V-LDH前驱体,然后通过预氟化热处理的方式得到MgFe-V-LDF催化剂(图2)。VO3-的插层使得MgFe-V-LDH具有更高的比表面积,即使在预氟化热处理后得到的MgFe-V-LDF的比表面也远高于传统金属氟化物。预氟化热处理后层间VO3-转化为V2O5等V的氧化物种,同时被主体水滑石层板限域分散。EPR、XPS和Raman等技术证明了高分散的层间V2O5与主体层板上的MgFe双金属氟化物发生相互作用,被部分转化为具有大量氧空位的VOFx物种。