石科院JMCA Hot Paper+背封推选文章：数字光投影3D打印+界面晶体工程制备活性位点高牢挨近性的份子筛妄想催化剂 – 质料牛

【钻研布景】

在实际运用中，石科筛妄粉体催化质料需与粘结剂等配合加工为成型催化剂以知足特定机械功能与传质要求。院J印界在份子筛基成型催化剂妄想开拓中，背备活（1）理性妄想催化剂宏不雅多少多妄想以实现历程强化、封推（2）定向调控催化剂外部份子筛空间扩散位置之后退活性位点牢挨近性是选文性位想催提升催化反映功能的两个实用本领。来自中国石化煤油化工迷信钻研院（石科院）的章数字光质料林伟教授团队耦合数字光投影（digital light processing，DLP）3D打印技术与界面晶体工程妄想制备了具备高牢挨近性活性位点的投影体工份子筛妄想催化剂。经由DLP 3D打印技术将复合硅铝酸盐基光固化墨水加工为径向联通的打点高的份贯串孔妄想体，在妄想体概况锚定高去世气愿望ZSM-5晶种实现为了份子筛在水热条件下的面晶原位妨碍。所取患上的程制份子筛妄想催化剂概况面直接吐露ZSM-5份子筛晶体层，相对于结晶度达41.2%。牢挨流体力学合计模拟表明3D打印妄想催化剂中的近性径向联通孔妄想实用提升了传质功能；在烃份子裂化模子反映试验中，比照于老例直孔妄想以及颗粒催化剂，化剂3D打印份子筛妄想催化剂展现出加倍优异的石科筛妄催化活性。

【下场掠影】

本文作者散漫数字光投影成型技术与界面晶体工程妄想制备了高结晶度的院J印界3D打印ZSM-5份子筛基妄想催化剂，催化剂径向连通的贯串孔多少多妄想提升了系统传质功能；催化剂概况面原位妨碍的份子筛层保障了反映活性位点的高牢挨近性。相关钻研下场以“In situ crystal engineering on 3D-printed woodpile scaffolds: A monolith catalyst with highly accessible active sites for enhanced catalytic cracking.”为题宣告在国内驰名期刊Journal of Materials Chemistry A上，并被作为背封文章以及热门论文（Hot paper）推选。

图1 论文宣告网页截图

图2期刊封底报道

数据概览：

图3DLP 3D打印份子筛妄想催化剂制备历程展现图

图4（A）硅铝酸盐基3D打印墨水的光固化历程展现图；（B）纯光固化树脂以及（C）硅铝酸盐基3D打印浆墨水的黏度-剪切速率关连图。（D）纯光固化树脂以及（E）硅铝酸盐基的打印墨水在原位紫外-流变测试条件下贮存模量（G′）以及斲丧模量（G′′）与剪切应变的关连。已经固化的（F）树脂以及（G）打印浆料薄膜的AFM概况形貌图。

图5 （A）3D打印模子尺寸、生胚以及烧结后的妄想体照片。差距淘汰倍率下的（B）生胚以及（C）妄想体的SEM图像。（D）生胚的TG-DSC曲线（加热速率= 5 °C min⁻¹）。（E）偏高岭土、硅藻土以及3D打印妄想体的XRD图谱。（F）合计机断层扫描图像重修的生胚以及3D打印妄想体的实体部份及孔隙的三维剖面。

图6 ZSM-5晶种、3D打印妄想体、概况锚定晶种的3D打印妄想体以及概况原位晶化ZSM-5份子筛的妄想催化剂的宏不雅形貌与妄想。（A）XRD图谱。（B）ZSM-5晶种样品的SEM图像以及（C）STEM图像。插图：响应的SAED图案。（D）ZSM-5晶种组分妄想的展现图。（E）概况锚定晶种的3D打印妄想体的低倍以及高倍SEM图像。（F）概况原位晶化ZSM-5份子筛的妄想催化剂的低倍以及高倍SEM图像。（G）概况原位晶化ZSM-5的妄想催化剂中Al以及Si元素的电子探针显微合成图像（横截面视图）。（H）N₂吸附-脱附等温线。（I）概况原位晶化ZSM-5份子筛的妄想催化剂原位晶化历程展现图。

图7（A）概况原位晶化ZSM-5份子筛的3D打印妄想催化剂催化TIPB裂化的可能反映道路展现图。（B）450 ℃以及（C）550 ℃下TIPB裂化反映的转化率以及产物抉择性。（D）概况原位晶化ZSM-5份子筛的3D打印妄想催化剂催化正辛烷裂化的可能反映道路展现图。（E）差距WHSV条件下正辛烷的转化率。（F）正辛烷转化率以及低碳烯烃产率（500 ℃）。（G）贯串孔妄想催化剂以及（H）单不断孔道妄想催化剂的模拟速率剖面图。

该论文的通讯作者是中国石化煤油化工迷信钻研院的林伟教授，第一作者是中国石化煤油化工迷信钻研院的王若瑜副钻研员。钻研受到国家做作迷信基金青年名目、中国石化总体公司科技部课题、北京市迷信与技术协会青年强人托举工程名目扶助，并致谢石科院催化裂化催化剂钻研室主任宋海涛教授以及规整质料催化剂研发与运用名目组反对于。

原文概况：In situ crystal engineering on 3D-printed woodpile scaffolds: a monolith catalyst with highly accessible active sites for enhanced catalytic cracking.J. Mater. Chem. A. DOI: 10.1039/d3ta01645e

（https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/ta/d3ta01645e#!divRelatedContent&articles）

(责任编辑：娱乐)