Determining the Maximum Productivit

Determining the Maximum Productivity of a MOF
An ideal heterogeneous catalyst should exhibit high
activity and selectivity and should not deactivate over the
course of the reaction. Obviously, there are no perfect
heterogeneous catalysts and all solid catalysts, including
MOFs, will deactivate after sufficiently long operation time.
In this regard, several reports have performed reusability tests
to prove that MOF does not deactivate upon reuse. The
problem is that data confirming the reuse for a given number
of runs under certain conditions do not ensure or anticipate
the same or similar activity in the next subsequent run. In
this regard, one should consider the maximum catalyst
productivity (turnover number, TON) rather than the number
of reuses under certain conditions. To determine this
maximum productivity, a single experiment can be performed
in which a large excess of substrate is used and the process
is allowed to occur for sufficiently long time up to the point
in which the catalyst becomes deactivated. If at this point
the TON is still too low, catalyst regeneration becomes
mandatory when considering a potential industrial use. In
that case, it is of much interest to determine which are the
causes of catalyst deactivation and if the catalyst can be
regenerated. Among the possible causes for catalyst deactivation, one may highlight (a) strong adsorption of products
or side products (that perhaps can be reversed by liquid
extraction, since catalyst regeneration by burning out the
adsorbed products can drive into catalyst destruction) and
(b) the irreversible collapse of the structure due to the
migration of the framework metal ions.
It is clear that, to find the causes of catalyst deactivation,
the reacted MOF should be collected and analyzed by
textural, microscopy, and spectroscopic techniques. Isothermal gas adsorption would inform on the plugging of the
micropore system, while powder XRD of the deactivated
catalyst could serve to determine the integrity of the crystal
structure. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy can
be used to determine the presence of adsorbed organic
poisons and the formation of new functional groups in the
linker. One approach that has been used in the case of zeolites
to determine the nature of the poisons is dissolving the solid
and proceeding to extraction and analysis of the occluded
organic matter. This methodology could be easily applied
to the case of MOFs, since most of them can be readily
dissolved in mild acids. Electron microscopy can also be
applied to establish whether or not the morphology of the
MOF particles has changed during reaction together with
the eventual formation of metal micro/nanoparticles on the
solid. When MOF is used as support of metal nanoparticles
(see section 2.4.1), electron microscopy and chemical
analysis can be used to assess variations on particle size and
the occurrence of aggregation or metal leaching, with the
concomitant loss of catalytic activity. It is remarkable that,
in most cases, these types of deactivation studies have not
been pursued for MOFs as catalysts. This is probably due
to the fact that the use of MOFs as catalysts is a recent area
of research that is currently more focused on proving the
concept that MOFs can be solid catalysts in organic reactions
and determining the scope than in developing real, industrial
applications of MOFs as catalysts for a certain process. This
stage surely will come later

Kết quả (Việt) 1:

Xác định năng suất tối đa của một MOFMột chất xúc tác không đồng nhất lý tưởng nên triển lãm caohoạt động và chọn lọc và không nên tắt trên cáckhóa học của phản ứng. Rõ ràng, không có không hoàn hảochất xúc tác không đồng nhất và tất cả chất xúc tác rắn, bao gồm cảMOFs, sẽ tắt sau khi thời gian đủ dài hoạt động.Về vấn đề này, một số báo cáo đã thực hiện bài kiểm tra reusabilityđể chứng minh rằng MOF không tắt sau khi tái sử dụng. Cácvấn đề là rằng dữ liệu tái sử dụng cho một số xác nhậnchạy theo một số điều kiện không đảm bảo hay dự đoánCác hoạt động tương tự hoặc tương tự như trong chạy tiếp theo tiếp theo. Ởvề vấn đề này, người ta nên xem xét là chất xúc tác tối đanăng suất (doanh thu số, tấn) chứ không phải là sốcủa reuses dưới điều kiện nhất định. Để xác định điều nàytối đa năng suất, một thử nghiệm duy nhất có thể được thực hiệntrong một vượt quá lớn của bề mặt được sử dụng và trìnhcó thể xảy ra trong thời gian đủ dài đến các điểmtrong đó là chất xúc tác trở nên ngừng hoạt động. Nếu tại thời điểm nàyTẤN là vẫn còn quá thấp, chất xúc tác tái sinh sẽ trở thànhbắt buộc khi xem xét một sử dụng công nghiệp tiềm năng. Ởtrường hợp đó, nó là quan tâm nhiều để xác định đó là cácnguyên nhân của vô hiệu hóa chất xúc tác và nếu chất xúc tác có thểtái tạo. Trong số các nguyên nhân có thể vô hiệu hóa chất xúc tác, một trong những có thể làm nổi bật (a) hấp phụ mạnh mẽ của sản phẩmhoặc sản phẩm phụ (mà có lẽ có thể được đảo ngược bởi chất lỏngkhai thác, kể từ khi tái tạo chất xúc tác bởi đốt cháy cácadsorbed sản phẩm có thể lái xe vào tiêu hủy chất xúc tác) và(b) sự sụp đổ không thể đảo ngược của cấu trúc do cácdi chuyển của các ion kim loại khuôn khổ.Nó là rõ ràng rằng, để tìm nguyên nhân vô hiệu hóa chất xúc tác,reacted MOF nên được thu thập và phân tíchbề mặt da, kính hiển vi, và kỹ thuật quang phổ. Cách nhiệt khí hấp phụ sẽ thông báo cho ngày cắm của cácmicropore hệ thống, trong khi bột XRD của các ngừng hoạt độngchất xúc tác có thể phục vụ để xác định tính toàn vẹn của các tinh thểcấu trúc. Biến đổi Fourier hồng ngoại có thể phổ (FTIR)được sử dụng để xác định sự hiện diện của adsorbed hữu cơchất độc và thành lập mới các nhóm chức trong cácLinker. Một cách tiếp cận đó đã được sử dụng trong trường hợp của zeolitđể xác định bản chất của các chất độc hòa tan chất rắnvà tiếp tục để khai thác và phân tích của các khốichất hữu cơ. Phương pháp này có thể được áp dụng một cách dễ dàngtrường hợp của MOFs, kể từ khi hầu hết trong số họ có thể dễ dànghòa tan trong axit nhẹ. Kính hiển vi điện tử cũng có thểáp dụng cho thiết lập có hay không các hình thái của cácMOF hạt đã thay đổi trong phản ứng cùng vớisự hình thành cuối cùng của kim loại vi/hạt nano trên cácrắn. Khi MOF được sử dụng như hỗ trợ của kim loại hạt nano(xem phần 2.4.1), kính hiển vi điện tử và hóa chấtphân tích có thể được sử dụng để đánh giá các biến thể trên kích thước hạt vàsự xuất hiện của tập hợp hoặc lọc quặng kim loại, với cácđồng thời mất tác dụng xúc tác hoạt động. Nó là đáng chú ý rằng,trong hầu hết trường hợp, các loại vô hiệu hóa nghiên cứu đã khôngđược theo đuổi cho MOFs như là chất xúc tác. Điều này là có thể docho một thực tế rằng việc sử dụng của MOFs như là chất xúc tác là một khu vực tạinghiên cứu hiện nay là hơn tập trung vào chứng minh cáckhái niệm rằng MOFs có thể là chất xúc tác rắn trong phản ứng hữu cơvà xác định phạm vi hơn trong việc phát triển thực sự, công nghiệpứng dụng của MOFs như là chất xúc tác cho một quá trình nhất định. Điều nàygiai đoạn chắc chắn sẽ đến sau này

Kết quả (Việt) 2:

Xác định suất tối đa của một MOF
Một chất xúc tác không đồng nhất lý tưởng nên triển lãm cao
hoạt động và tính chọn lọc và không nên tắt trong
quá trình phản ứng. Rõ ràng, không có hoàn hảo
các chất xúc tác không đồng nhất và tất cả các chất xúc tác rắn, bao gồm
MOFs, sẽ tắt sau một thời gian hoạt động đủ dài.
Về vấn đề này, một số báo cáo đã thực hiện các bài kiểm tra có thể dùng lại
để chứng minh rằng Bộ Tài chính không tắt khi tái sử dụng. Các
vấn đề là liệu khẳng định việc tái sử dụng cho một số lượng nhất định
các pha chạy trong điều kiện nhất định sẽ không đảm bảo hoặc dự đoán
các hoạt động tương tự hoặc tương tự trong thời gian tiếp theo sau. Trong
vấn đề này, cần xem xét các chất xúc tác tối đa
năng suất (số doanh thu, TON) hơn là số lượng
của reuses điều kiện nhất định. Để xác định điều này
năng suất tối đa, một thử nghiệm đơn lẻ có thể được thực hiện
trong đó một sự dư thừa lớn của bề mặt được sử dụng và quá trình này
được phép xảy ra trong thời gian đủ dài lên đến điểm
mà các chất xúc tác bị ngừng hoạt động. Nếu tại thời điểm này
các TON vẫn còn quá thấp, chất xúc tác tái sinh trở thành
bắt buộc khi xem xét việc sử dụng công nghiệp tiềm năng. Trong
trường hợp đó, nó là của nhiều quan tâm để xác định đó là
nguyên nhân của chất xúc tác khử hoạt tính và nếu các chất xúc tác có thể được
tái sinh. Trong số các nguyên nhân có thể cho chất xúc tác khử hoạt tính, người ta có thể làm nổi bật (a) hấp thụ mạnh các sản phẩm
hoặc các sản phẩm phụ (mà có lẽ có thể được đảo ngược bởi chất lỏng
chiết xuất, vì chất xúc tác tái sinh bằng cách đốt các
sản phẩm hấp thụ có thể lái xe vào phá hủy chất xúc tác) và
(b) sự sụp đổ không thể đảo ngược của kết cấu do sự
di chuyển của các ion kim loại khung.
Rõ ràng là, để tìm ra nguyên nhân của chất xúc tác khử hoạt tính,
Bộ Tài chính đã phản ứng phải được thu thập và phân tích bằng
kỹ thuật kết cấu, kính hiển vi, và quang phổ. Hấp phụ đẳng nhiệt khí sẽ tiết cắm của
hệ thống micropore, trong khi bột XRD của deactivated
chất xúc tác có thể phục vụ để xác định tính toàn vẹn của các tinh thể
cấu trúc. Biến đổi Fourier hồng ngoại (FTIR) quang phổ có thể
được sử dụng để xác định sự hiện diện của hữu cơ hấp thụ
các chất độc và sự hình thành của các nhóm chức năng mới trong các
mối liên kết. Một cách tiếp cận đó đã được sử dụng trong trường hợp của zeolit
​​để xác định bản chất của các chất độc được hòa tan chất rắn
và tiến tới khai thác và phân tích làm tắc
các chất hữu cơ. Phương pháp này có thể dễ dàng áp dụng
cho trường hợp của MOFs, vì hầu hết trong số họ có thể dễ dàng
hòa tan trong axit nhẹ. Kính hiển vi điện tử cũng có thể được
áp dụng để thiết lập có hoặc không phải là hình thái của các
hạt Bộ Tài chính đã thay đổi trong quá trình phản ứng cùng với
sự hình thành cuối cùng của kim loại micro / hạt nano trên
rắn. Khi Bộ Tài chính đang sử dụng như hỗ trợ của các hạt nano kim loại
(xem phần 2.4.1), kính hiển vi điện tử và hóa học
phân tích có thể được sử dụng để đánh giá sự thay đổi về kích thước hạt và
sự xuất hiện của các tập hợp hoặc chiết xuất kim loại, với những
mất mát đồng thời các hoạt động xúc tác. Đáng chú ý là,
trong hầu hết các trường hợp, các loại hình nghiên cứu khử hoạt tính đã không
được theo đuổi cho MOFs làm chất xúc tác. Điều này có lẽ là do
thực tế là việc sử dụng các MOFs là chất xúc tác là một khu vực gần đây
của nghiên cứu hiện đang tập trung hơn vào minh
khái niệm rằng MOFs có thể là chất xúc tác rắn trong các phản ứng hữu cơ
và xác định phạm vi hơn trong việc phát triển sản, công nghiệp
ứng dụng của MOFs là chất xúc tác cho một quy trình nhất định. Điều này
chắc chắn sẽ đến giai đoạn sau