Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Fe-ZSM-5 outperforms Al-ZSM-5 in paraffin cracking by increasing the olefinicity of C3-C4 products

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11310%2F24%3A10487016" target="_blank" >RIV/00216208:11310/24:10487016 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=IcMeXjx8Yo" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=IcMeXjx8Yo</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2024.156032" target="_blank" >10.1016/j.cej.2024.156032</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Fe-ZSM-5 outperforms Al-ZSM-5 in paraffin cracking by increasing the olefinicity of C3-C4 products

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Iron-modified Al-ZSM-5 increases selectivity to propene, a key petrochemical resulting from fluid catalytic cracking (FCC). However, the type and role of active iron species remain unclear, hindering efforts to streamline the design of selective FCC additives. Here, we investigated Al-free Fe-ZSM-5 catalysts containing iron species in the form of framework Fe(3+), extra-framework Fe(3+), oxidic clusters, and oxide micro aggregates in n-octane cracking (FCC model) to assess their effect on catalytic cracking. DR-UV-Vis spectroscopy, (57)Fe Mössbauer Spectroscopy, FTIR studies of pyridine adsorption, and n-octane cracking tests at 500 °C revealed that framework-associated coordinatively unsaturated Fe(3+) species, which induce strong Lewis acidity, are responsible for paraffin cracking initiation, whereas bulk iron oxides on the zeolite surface are inactive. In comparison with Al-ZSM-5, Fe-ZSM-5 increases the olefinicity of the valuable C(3)-C(4) fractions (selectivity to propene and butenes) and promotes aromatization reactions due to the lower relative strength of Fe-induced Bronsted acid sites and dehydrogenation properties. As shown by our (57)Fe Mössbauer study (performed at -269 °C) of the catalyst in calcined, spent, and regenerated states, Fe-ZSM-5 deactivation is associated with the loss of tetrahedrally coordinated Fe(3+) species. Therefore, tuning Fe-ZSM-5 C(3)-C(4) selective FCC additives requires stabilizing framework Bronsted and framework-associated Lewis acid sites while decreasing the concentration of iron oxide species. Ultimately, these findings may enable us to meet the demand for propene derived from FCC cracking, which is expected to grow in the foreseeable future.

  • Název v anglickém jazyce

    Fe-ZSM-5 outperforms Al-ZSM-5 in paraffin cracking by increasing the olefinicity of C3-C4 products

  • Popis výsledku anglicky

    Iron-modified Al-ZSM-5 increases selectivity to propene, a key petrochemical resulting from fluid catalytic cracking (FCC). However, the type and role of active iron species remain unclear, hindering efforts to streamline the design of selective FCC additives. Here, we investigated Al-free Fe-ZSM-5 catalysts containing iron species in the form of framework Fe(3+), extra-framework Fe(3+), oxidic clusters, and oxide micro aggregates in n-octane cracking (FCC model) to assess their effect on catalytic cracking. DR-UV-Vis spectroscopy, (57)Fe Mössbauer Spectroscopy, FTIR studies of pyridine adsorption, and n-octane cracking tests at 500 °C revealed that framework-associated coordinatively unsaturated Fe(3+) species, which induce strong Lewis acidity, are responsible for paraffin cracking initiation, whereas bulk iron oxides on the zeolite surface are inactive. In comparison with Al-ZSM-5, Fe-ZSM-5 increases the olefinicity of the valuable C(3)-C(4) fractions (selectivity to propene and butenes) and promotes aromatization reactions due to the lower relative strength of Fe-induced Bronsted acid sites and dehydrogenation properties. As shown by our (57)Fe Mössbauer study (performed at -269 °C) of the catalyst in calcined, spent, and regenerated states, Fe-ZSM-5 deactivation is associated with the loss of tetrahedrally coordinated Fe(3+) species. Therefore, tuning Fe-ZSM-5 C(3)-C(4) selective FCC additives requires stabilizing framework Bronsted and framework-associated Lewis acid sites while decreasing the concentration of iron oxide species. Ultimately, these findings may enable us to meet the demand for propene derived from FCC cracking, which is expected to grow in the foreseeable future.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10403 - Physical chemistry

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)<br>I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2024

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Chemical Engineering Journal

  • ISSN

    1385-8947

  • e-ISSN

    1873-3212

  • Svazek periodika

    499

  • Číslo periodika v rámci svazku

    November

  • Stát vydavatele periodika

    CH - Švýcarská konfederace

  • Počet stran výsledku

    14

  • Strana od-do

    156032

  • Kód UT WoS článku

    001327754400001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85204936203