核磁氢谱如何区分酯和醚(甲烷的分岔路口)

核磁氢谱如何区分酯和醚(甲烷的分岔路口)(1)

Title:

CH4 conversion over Ni/HZSM-5 catalyst in the absence of oxygen: decomposition or dehydroaromatization?

2020年4月份,江南大学刘小浩教授在期刊Chem. Commun.上发表文章。

此次松迪设计的图像被选为期刊封面,让我们走进今天的封面故事。

核磁氢谱如何区分酯和醚(甲烷的分岔路口)(2)

摘要:

HZSM-5中Ni的不同化学状态和位置会导致CH4反应的不同方向。负载的镍团簇导致CH4完全分解,而锚定在Brønsted酸位点的Ni交换位点则可以适当地将CH4活化为CHx物种,而CHx物种是产生芳族化合物的重要前体。这项研究提出了一种催化剂构造策略,可通过将活性金属放置在特定位置来选择性地将CH4转化为增值化学品。

核磁氢谱如何区分酯和醚(甲烷的分岔路口)(3)

在本次封面中,将“HZSM-5中Ni的不同化学状态和位置”这一变量巧妙地放置在了一个合理而清晰的场景当中。

道路指示牌是我们生活中常见且熟知的事物,利用它展现内容就显得非常直观易懂了。

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首先在道路交叉口上绘制了一个立体感十足的甲烷分子结构模型。

核磁氢谱如何区分酯和醚(甲烷的分岔路口)(5)

地面上绘制了CH4化学式字样加以说明。可以看出,无论是地面质感还是黄色涂料都与我们生活中的真实情况非常接近,增添了画面的逼真感。

核磁氢谱如何区分酯和醚(甲烷的分岔路口)(6)

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然后我们的甲烷要开始进行“选择”:

先来看画面左边的部分,即“当Ni以原子团簇落在HZSM-5分子筛上”的情况。

我们可以在画面上看到,黄色的HZSM-5分子筛上落着三个蓝色的Ni原子团团簇,并且还用清晰的白色字样做了标示。

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在这种情况下甲烷表现为完全分解为积碳和氢气,呈现在左边的路径上。

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积碳

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氢气

再来看画面右边的部分,即“当Ni离子单独与分子筛孔道内B酸交换形成独特的结构时(离子交换)”的情况。

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在这种情况下,CH4不会完全分解,易形成CHx物种,从而有利于在酸性分子筛中形成芳烃(苯、萘等物质),同时产生少量氢气。

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芳烃

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氢气

最后,众所周知甲烷是一种重要能源,它的高效利用和绿色转化也一直是能源化工领域研究的重点之一。

因此在封面背景中我们添加了很多绿色生态的元素,青草茵茵、树木茂盛、阳光和煦,远处蓝天白云宛如研究的前景一片大好。

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