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Silanols-stabilized zinc cations in self-pillared pentasil zeolite as an efficient catalyst for direct propane dehydrogenation

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Le résumé fourni par la source

Propane dehydrogenation (PDH) offers a promising route for on-demand propylene production, yet developing cost-effective and durable non-noble metal catalysts remains challenging. Herein, we report a silanol (Si–OH) stabilized Zn catalyst supported on hierarchical self-pillared pentasil (SPP) zeolite, synthesized via the metal-ligand protection strategy under one-pot hydrothermal condition. The abundant isolated silanol groups on the SPP framework effectively anchor Zn2+ ions, forming highly dispersed subnanometric ZnO clusters confined within zeolite channels without forming bulk particles. Structural characterization (PXRD, FTIR, HAADF-STEM, XPS) confirms the atomic-level dispersion of Zn species and their strong interaction with silanol defects. At an optimal Zn loading of 2.65 wt%, the catalyst achieves 33.7% propane conversion with 92.7% propylene selectivity and a space-time yield of 179.9 mg·g–1·h–1 at 550 °C under a weight hourly space velocity (WHSV) of 0.6 h–1. Remarkably, the catalyst retains > 90% selectivity and recovers 80% initial activity after two regeneration cycles, attributed to minimized coke deposition (< 0.3 wt%) and suppressed Zn loss. Mechanistic studies reveal that silanol-mediated Zn stabilization optimizes propane C–H activation, while the hierarchical porosity of SPP enhances mass transport and coke resistance. This work underscores the critical role of support surface chemistry and architecture in designing robust PDH catalysts, offering a viable pathway to replace conventional noble or toxic metal-based systems.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Silanols-stabilized zinc cations in self-pillared pentasil zeolite as an efficient catalyst for direct propane dehydrogenation
Date Crossref
01/02/2026
Éditeur
Tsinghua University Press
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

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