tre katalysatorer användes i detta arbete. Två av dem kommersiella katalysatorer, (CuO / ZnO / Al2O3, CZA) och monoklinisk ZrO2), som beskrivs i metoden, och en tredje syntetiserades i laboratoriet (Ce0.75zr0.25o2, CeZr).
cezr-katalysatorn analyserades med Raman-spektroskopi och XRD, vilket bekräftade att den blandade oxiden syntetiserades, dvs Zr är i gitteret av CeO2 .
Figur 1 visar selektiviteten för aceton, acetaldehyd, eten och CO2 vid isoconversion (~35%), med användning av CZA, ZrO2, CeZr, CZA + ZrO2 (1:1) och CZA + CeZr (1:1). Tabell 1 visar generationshastigheterna för samma föreningar med CZA, ZrO2 och CeZr. Det uppvisar också förhållandet mellan oxygenatföreningarna synteser och etanol totala konsumtionshastigheter (Roxyg), förhållandet mellan etylenbildning och etanol totala konsumtionshastigheter (Rolef), och förhållandet mellan acetongenerering och oxygenatföreningarna synteshastigheter (Racet). De katalytiska testerna producerade H2 och mycket små mängder metan, CO och propylen också. Etanolkonverteringarna av ZrO2 och CeZr är stabila under 12 h (Tid i ström), medan CZA uppvisar en minskning av omvandlingen under de första 2 h och därefter förblir den stabil (~10 h), (SE ytterligare fil 1: figur S1). Således är deaktiveringsfenomenet inte relevant vid dessa experimentella förhållanden. Resultaten som presenterades nedan analyserades med tanke på acetonsyntesstegen som beskrivs i bakgrunden.
Selectivities till aceton, eten, koldioxid, acetaldehyd av CZA, CeZr, ZrO2 och CZA + CeZr, CZA + ZrO2 vid etanol isoconversion (~ 35%)
dehydrogenering kontra uttorkning av etanol
med hänsyn till Roxyg-och Rolef-värden (Tabell 1) och användning av ZrO2 som katalysator kan man säga att när 1 mol etanol reagerar omvandlas 54% till eten och de återstående 46% till syresatt föreningar. Vid användning av CeZr kan man också dra slutsatsen att vid samma förhållanden omvandlas 6% av etanolens mol till eten och 94% till syresatta föreningar. Å ena sidan är ZrO2 mer aktiv än CeZr för uttorkning av etanol. Å andra sidan är CeZr mycket mer aktiv för synteserna av syreatföreningarna jämfört med ZrO2.
det första steget i acetonsyntesen är acetaldehydgenerationen. Som kan observeras (Tabell 1) visar CZA hög hastighet av acetaldehydgenerering. Med tanke på att Cu är huvudkomponenten i denna katalysator kan det föreslås att denna aldehyd genereras genom dehydrogenering av etanol på Cuo-ytan . Denna katalysator visar mycket låg selektivitet mot eten.
oxiderna, dvs CeZr och ZrO2 genererar acetaldehyd (Tabell 1). De producerar också aceton och CO2 från denna aldehyd. Di Cosimo et al. beskrev mekanismen för acetaldehydsyntesen på oxider enligt följande steg: för det första abstraheras h av OH av etanol av en stark basisk plats som genererar etoxidarter, som sedan adsorberas på syraställen. Genereringen av etoxidarter förekommer på ett par ställen som är en syra och den andra en stark bas. Sedan abstraheras Avsugning-h från etoxidarten av en annan stark basisk plats och acetaldehyd erhålles. ZrO2-och CeZr-oxiderna visar syra och starka basiska platser (Tabell 2). Således kan acetaldehydgenerationen av dessa oxider associeras med deras surhet och basicitet.
dessutom sker acetonsyntesen i en redoxmiljö (se avsnittet ”Bakgrund”). Därför kan acetaldehydsyntesen genom oxidativ dehydrogenering av etanol inte uteslutas varken för CZA eller oxiderna .
Tabell 1 visar att CeZr och ZrO2 genererar eten. Denna olefin erhålles genom dehydrering av etanol. Med tanke på att CeZr och ZrO2 inte visar Br-Syraställen kan två mekanismer föreslås: E1cB och E2. Båda är associerade med par Lewis syra och grundläggande platser . Den tidigare mekanismen är relaterad till starka basiska och svaga syraställen. Ursprungligen genereras etoxidarter. Därefter abstraherar en annan grundläggande plats en Macau-H av den etoxidproducerande eten. E2-mekanismen är relaterad till den samtidiga abstraktionen av OH och GHz-h med ett par syra-och basiska platser. Enligt Parrot et al. , för E2-mekanismen, ju högre styrkan hos syraställena är, desto lägre är aktiveringsenergin för abstraktionen av Kazakh-H, och följaktligen observeras en högre hastighet av etylensyntes.
Tabell 1 visar att ZrO2 visar en högre etenproduktionshastighet än CeZr. Jämförelse av ZrO2 med CeZr (Tabell 2) kan man dra slutsatsen att den förra uppvisar inte bara en högre densitet av syror, men också starkare syraställen än CeZr, vilket indikerar uppåtförskjutningen av 8A-vibrationsringen av piridinadsorptionen (askorba), medan båda oxiderna visar samma densitet av starka basiska platser. Det kan föreslås att det är surheten som styr detta katalytiska beteende. Dessa oxider kan följa E2-mekanismen.
som det är välkänt är acetaldehydgenerationen det första steget i acetonsyntesen. Sålunda är selektiviteten för aceton associerad med konkurrensen mellan dehydrering och dehydrogenering av etanol. I fallet med CeZr och ZrO2 visar tabellerna 1 och 2 att ju högre katalysatorns surhet är, desto lägre är aceton -, CO2-och acetaldehydsyntesen. Sålunda är katalysatorernas syra och basiska egenskaper relevanta egenskaper för syntesen av denna keton från etanol.
när det gäller CZA, eftersom nästan endast acetaldehyd observeras, verkar dehydrering kontra dehydrogeneringskonkurrensen inte vara relevant.
redoxsteget
redoxsteget och oxiderna (CeZr och ZrO2)
det andra steget i acetonsyntesen är relaterat till oxidationen av acetaldehyd till acetatarter (redoxsteget) .
Figur 1 visar att tillsats av ZrO2 eller CeZr till CZA (fysiska blandningar) återigen genereras aceton, CO2, acetaldehyd och eten. Det är intressant att observera att de fysiska blandningarna visar mycket låg selektivitet för eten och hög selektivitet för aceton jämfört med oxiderna.
enligt den mekanism som föreslagits av Rodrigues et al. , acetaldehyd genereras huvudsakligen på CZA och sedan migrerar den till oxiden. Adsorptionen av acetaldehyd på syraställena för dessa oxider hindrar uttorkningsreaktionen. Denna adsorption kan vara orsaken till den låga selektiviteten för eten och hög mot aceton som observerats i fallet med de fysiska blandningarna jämfört med CeZr och ZrO2.
således är det med hjälp av fysiska blandningar möjligt att jämföra det katalytiska beteendet hos ZrO2 och CeZr utan störning av deras syraegenskaper.
å ena sidan genererar den fysiska blandningen bestående av CZA + CeZr högre selektivitet för aceton och CO2 än den som består av ZrO2. Å andra sidan visar CZA + ZrO2 högre selektivitet för acetaldehyd än den som består av CeZr (Fig. 1).
med tanke på att acetaldehyd huvudsakligen genereras på CZA och dessa oxider kan visa samma beteende för ketoniseringsreaktionen (samma densitet av starka grundläggande platser, se nästa ämne) kan det föreslås att det katalytiska beteendet hos dessa fysiska blandningar är associerat med acetaldehydoxidationshastigheten (redoxsteget) . Denna hastighet verkar vara långsammare för ZrO2 jämfört med CeZr.
WGS-reaktionen (vattengasskiftreaktion) och redoxsteget i acetonsyntesen är mycket lika. Båda hänvisar till oxidation av CO till COO-arter som använder o-arter som genereras av H2O-dissociationen.
sedan 90-talet har WGS-reaktionsmekanismen som använder Pt och andra metaller som stöds på reducerbara oxider varit föremål för diskussion. Numera verkar Redoxmekanismen råda . WGS Redox-mekanismen hänvisar till Mars Van Krevelen-mekanismen . Kort sagt, för det första oxiderar O (oxid) av gränssnittsmetallreducerbar co till CO2. Därefter dissocieras H2O på gränssnittet och reoxidiserar oxiden.
enligt Rodrigues et al. H2O dissocieras på Cuo (CZA) under acetonsyntesen när man använder CZA + ZrO2. Oxidantarten som genereras från denna dissociation kan spilla över mot oxiden och sedan reoxidera den (reducerad med acetaldehyd). Figur 2 uppvisar TPD-H2O av CeZr, ZrO2 och CZA. Det kan observeras att CZA genererade en stor topp av H2. Således är denna katalysator mycket aktiv för H2O-dissociationen jämfört med CeZr eller ZrO2.
TPD-H2O över CeZr, ZrO2 och CZA
när det gäller de fysiska blandningarna tillförs oxidationsmedlet huvudsakligen genom dissociationen av H2O på Cuo, vilket sker lika för båda blandningarna. Därför är den katalytiska prestandan hos de fysiska blandningarna relaterad till acetaldehydoxidationen eller med andra ord till reduktionen av oxiderna.
Figur 3 visar katalysatorernas TPR-profiler. Den blandade oxiden visar en bred topp med ett maximum vid 489 K och en axel vid 573 K, medan endast en liten topp märks för ZrO2. Det kan härledas att cezr: s reducerbarhet är mycket högre än ZrO2. Därför kan CZA + CeZr och CeZr högre selectivities till aceton associeras med reducerbarheten av CeZr.
TPR-profiler av ZrO2, CeZr och CZA
nyligen, Zonetti et al. att studera rwgs-reaktionen visade att WGS-Redoxmekanismen också kan övervägas för vissa oxider eller blandade oxider utan närvaro av metall. Således är dissociationen av H2O på oxiderna också relevant (se Fig. 2).
Chen et al. studerade dissociationen av H2O på CeO2. De visade att adsorptionen av H2O på denna oxid (reducerad) skapar hydroxylarter, som sedan reagerar desorberande H2O och genererar Olattice och Ovacancy. Dessa hydroxylarter reagerar också och producerar H2 och Olattice, vilket reoxiderar CeO2. Författarna visade att närvaron av O-lediga platser på CeO2-ytan främjar bildandet av H2. Med andra ord kontrollerar o-lediga platser på CeO2 reaktiviteten hos ythydroxylarter.
som det är välkänt visar CeZr och ZrO2 ytliga lediga platser. Med tanke på likheten mellan redoxsteget och WGS-reaktionen kan det föreslås att acetaldehyd, som syntetiseras av dessa oxider enligt mekanismen som diskuterats ovan, oxideras till karboxylatarter av O-arterna i gitteret av dessa oxider, vilket reducerar dem. Därefter dissocieras H2O på de ytliga lediga platserna för dessa reducerade oxider. Sedan oxideras CeZr och ZrO2 och H2 desorberas. Denna mekanism antyder att inte bara reducerbarheten utan också aktiviteten mot H2o-dissociationen av katalysatorerna är mycket viktiga egenskaper för redoxsteget i acetonsyntesen.
Figur 2 visar TPD av H2O på CeZr och ZrO2 reducerade prover. Det verifierades (ej visat) att molekylär desorption av H2O sker från låga till höga temperaturer, vilket är relaterat till rekombinationen av hydroxylarter . H2-spektra visar att båda oxiderna genererar denna gas vid låg temperatur (413 K). Den blandade oxiden producerar emellertid en mycket högre mängd H2 än ZrO2 (Fig. 2).
dessa resultat (Fig. 1, 2, 3) föreslår att CeZr är mer aktiv för acetongenerationen jämfört med ZrO2 inte bara på grund av dess syraegenskaper utan också dess reducerbarhet och reaktivitet mot H2O-dissociationen.
redoxsteget och CZA
Figur 3 visar TPR-profilen för CZA. Det kan verifieras att CuO, huvudkomponenten i denna katalysator, reduceras vid låg temperatur.
enligt Phatak et al. , Fig. 2 uppvisar att CZA producerar en stor mängd H2. Det är intressant att verifiera att den första toppen av H2 uppträder vid mycket låg temperatur.
därför kan det föreslås att nedbrytningen av H2O oxiderar Cuo till CuO. Därefter kan oxidationen av acetaldehyd till acetatarter förekomma på denna oxid enligt mars och Van Krevelen-mekanismen . Men Langmuir-Hinshelwood-mekanismen, som föreslagits av Voss et al. , kan inte uteslutas.
när man överväger H2-spektra för ZrO2 (Fig. 2) och dess katalytiska beteende jämfört med den av dess fysiska blandning kan det föreslås att dissociationen av H2O på CZA genererar o-arter som visar rörlighet och främjar redoxbeteendet hos ZrO2, som föreslagits av Rodrigues et al. . Dessa resultat stöder Langmuir-Hinshelwood-mekanismen för H2O-dissociationen på CZA.
faktum är att den kopparbaserade katalysatorn (CZA) visar en mycket låg selektivitet för aceton (Fig. 1) och en hög till acetaldehyd. Det kan föreslås att denna aldehyddesorptionshastighet är högre än den av dess oxidation trots CZA-egenskaperna.
acetongenerationssteget
ketoniseringssteget och oxiderna (CeZr och ZrO2)
nästa och sista steg i acetonsyntesen är kondensationen av acetatarter, som genererar aceton och CO2 (ketoniseringsreaktion). Starka grundläggande platser främjar denna kondensreaktion . Tabell 2 visar att ZrO2 och CeZr nästan visar samma täthet av starka grundläggande webbplatser. Således kan oxiderna för detta steg Visa liknande beteende.
ketoniseringssteget och CZA
Tabell 2 visar att Cu-baserad katalysator endast visar svaga och medelstora basplatser. Det är ett välkänt att starka grundläggande webbplatser främjar ketoniseringssteget . Således kan hastigheten för acetatkondensationen påverkas av CZA: s basicitet.
när CZA används, Tabell 1 och Fig. 1 uppvisar att nästan bara acetaldehyd genereras. Det är emellertid värt att nämna att denna katalysator, vid hög uppehållstid (500 mg, 60 mL min−1, 673 K), visar hög selektivitet mot aceton (50%) vid hög omvandling. Selektiviteterna till acetaldehyd, CO2 och propen är 25, 10 respektive 10%. Dessa resultat visar att CZA kan syntetisera aceton. Det är emellertid mindre aktivt än oxiderna.
den Cu-baserade katalysatorn visar nästan inte syraställen. Som välkänt hålls acetaldehyd på ytan av syraställena. Den låga koncentrationen av dessa arter kan bidra till acetaldehyddesorptionen. Vid hög uppehållstid (se ovan) kan readsorptionen av acetaldehyd förbättra selektiviteten för aceton.
TPSR följt av IR-MS (Drift) spektroskopier
syftar till att bättre beskriva syntesen av aceton från etanol, cezr och CZA analyserades med tpsr (temperaturprogrammerad ytreaktion) av etanol följt av IR-och MS-onlineanalyser. Med hänsyn till ZrO2 liknande katalytiskt beteende jämfört med CeZr utfördes inte tpsr-experimenten för denna oxid.
Figur 4 visar IR-spektra för tpsr av etanol/H2O på CeZr. Följande absorptioner observeras vid etanoladsorptionen och även vid låg temperatur i intervallet 1200-950 cm−1: 1152, 1117, 1098, 1062, 1052 cm – 1 (Fig. 4a). Dessa band kan associeras med etanoldissociativ adsorption, som genererar etoxidarter. Figur 4a uppvisar att när temperaturen ökar intensiteten hos dessa absorptioner minskar. Enligt Finocchio et al. kan absorptionen vid 1152 cm−1 associeras med etoxidarter adsorberade på Zr+4. De observerade också On-top och dubbelt metoxidarter adsorberade på Ce + 4-joner. Binet och Daturi verifierade att minskningen av CeO2 och CexZr1–xO2 ner skiftar de övre etoxidabsorptionerna, medan de dubbelt överbryggande flyttar till högre frekvenser. Således kan vibrationerna vid 1117 och 1052 cm−1 tilldelas on-top och dubbelt överbryggande vibrationer associerade med etoxidarter adsorberade på Ce+4, respektive 1098 och 1062 cm−1 till On-top och dubbelt överbryggande vibrationer av etoxidarter adsorberade på Ce+3. Som ett resultat visar etoxidvibrationer att CeZr-ytan delvis reduceras vid etanoladsorptionen och även vid högre temperaturer.
en TPSR, IR-spektra av CeZr. b TPSR, IR-spektra av CeZr
figur 4b visar tpsr-spektra i intervallet 1800-1200 cm−1. Vibrationerna vid 1570, 1440 och 1414 cm−1 observerade från adsorptionen av etanol tills höga temperaturer kan tilldelas vas(OCO), auctoris(CH3), vs(OCO) av acetatarten respektive (vita linjer och siffror). Bandet vid 1380 cm−1 (Aci(CH3)) är också relaterat till etoxidarten (svart linje) .
med tanke på att katalysatorn tidigare behandlades med H2 vid 723 K (se avsnittet ”experimentellt”) och samtidig närvaro av Ce+4 och Ce+3 på katalysatorytan observerad vid etanoladsorptionen (IR-spektra), kan man dra slutsatsen att CeZr inte reducerades fullständigt. Faktum är att detta resultat är i linje med TPR-profilen för katalysatorn som nämns ovan. Dessutom observerade acetatarten vid etanoladsorptionen (ads, Fig. 4b) visa att O på CeZr-ytan kan oxidera etoxidarter även vid låga temperaturer som minskar oxiden.
Jämförelse Fig. 4b med 4b (spektra vid 323, 423, 523 K) Det kan verifieras att när temperaturen ökar minskar intensiteten hos etoxidartvibrationerna, medan acetatarterna ökar. O av CeZr-ytan oxiderar etoxidarter till acetatarter under TPSR. Efter det kan H2O reoxidera oxidytan. Som ett resultat är CE+3 och Ce+4 arter på CeZr-ytan under TPSR (Fig. 4A, spektra vid 323, 423, 523 K).
när temperaturen stiger ändras de relativa intensiteterna för absorptionerna 1570, 1440 och 1414 cm−1. Figur 4b uppvisar att absorptionsintensitetsförhållandet mellan 1414 och 1570 cm−1 ökar när temperaturen går upp vilket tyder på att det finns karbonater på CeZr-ytan (Fig. 4B, spektra vid 523, 623 K). Detta sker på grund av interaktionen mellan CeZr och CO2. Denna gas syntetiseras genom oxidation av acetatarter och/eller ketoniseringsreaktionen.
enligt Yee et al. , acetatarter transformeras i karbonatarter under TPD av CeO2. När det tidigare oxideras tilldelade dessa författare vibrationer vid 1568, 1341 cm−1 till bidentat karbonat och vid 1428 cm−1 till symmetriskt karbonat. När CeO2 tidigare reducerats observerades samma art, dvs vid 1438 (symmetriskt karbonat), 1538 och 1345 cm−1 (bidentatkarbonat).
Analysera Fig. 4b och med tanke på att CeZr kan minskas delvis under tpsr av etanol, kan det föreslås att över 423 K, symmetriska och bidentatkarbonater är på den reducerade och oxiderade ytan av CeZr. Den lilla absorption vid 1013 cm – 1 (Fig. 4a) kan också associeras med karbonatarter (pil). Enligt Yee et al. banden vid 1438 eller 1428 cm−1 är de mest intensiva av karbonatarterna, vilket är i linje med förändringarna av de relativa intensiteterna för acetatabsorptionerna som beskrivs ovan.
vid låga temperaturer är det möjligt att observera en topp vid 1659 cm−1 och en liten axel runt 1169 cm−1, som båda kan tilldelas aceton adsorberad . När temperaturen ökar minskar intensiteten hos denna topp (1659 cm−1) vilket tyder på att denna keton desorberas. Vidare kan vid låg temperatur ett band vid 1250 cm−1 tilldelas etanol adsorberad.
adsorptionen av etanol förbrukade OH-arten. Tillsats av H2O, ett mycket brett band vid omkring 3500 cm−1 observeras uppvisar hydroxylering av den katalytiska ytan under TPSR (spektrum visas inte).
på grund av den mycket höga koncentrationen av Cu samlades lågintensitetsspektra (drift) för CZA (visas inte). Emellertid observerades adsorption av etoxidarter vid låg temperatur (323 K) och acetatarter vid högre temperaturer vilket tyder på att samma reaktionssteg som föreslogs för oxiderna kan inträffa i fallet med CZA.
Figur 5 visar spektra för TPSR-MS (etanol/H2O) på CeZr-katalysatorn. Under detta experiment var det inte möjligt att observera etanol-och acetaldehydsignaler. Således kan man dra slutsatsen att dessa arter oxideras mycket snabbt. Aceton-och CO2-spektra är mycket lika och bekräftar att båda föreningarna genereras av samma reaktion (ketonisering). De visar två toppar, en vid 547 K och en annan vid 720 K.
TPSR, MS spectra av CeZr
H2-desorptionsspektret visar en axel vid 412 K (se pil) och två toppar, en vid 610 K och andra vid 722 K. axeln kan vara relaterad till H2O-dissociationen på de reducerade platserna på CeZr-ytan.
IR-spektra visar att etanol adsorberas omedelbart oxideras till acetatarter som reducerar katalysatorn. Aceton-och CO2-topparna är emellertid associerade med karboxylatartens kondensation, som uppträder vid 547 K, vilket tyder på att kondensationen är långsammare än oxidationen vid låga temperaturer. Vid denna tidpunkt kan ytan vara mer reducerad än oxiderad. Därefter reoxiderar H2O CeZr-ytan (H2-desorption vid 610 K) som återvinner ytan O. Vid denna temperatur omvandlas alla etoxidarter till acetatarter. Således är reoxidationen associerad med återhämtningen av de grundläggande platserna. Därefter observeras acetatarterna på katalysatorytans kondensat igen och CO2-och acetondesorptionerna vid 720 K. vid denna punkt reduceras katalysatorn. Slutligen reoxiderar H2O CeZr-ytan igen (H2-desorption vid 722 K).
vatten – /karboxylatartkonkurrensen för CeZr-platserna avbildas av tpsr-spektra. Den första toppen av H2 (610 K) uppträder vid en högre temperatur än aceton/CO2 (547 K), vilket tyder på att H2O effektivt kan oxidera den katalytiska ytan endast när vissa karboxylatarter reagerar, dvs aceton och CO2 desorberas. H2S-toppen uppträder nästan vid samma temperatur som aceton och CO2 (720 K). Vid denna temperatur är koncentrationen av karboxylater på ytan lägre och de hindrar inte H2o-sönderdelningen.
Figur 6 visar tpsr-MS-spektra av etanol / H2O på CZA. Koldioxid, H2 och aceton visar endast en topp vardera vid samma temperatur (571 K). Detta resultat indikerar att etanol dehydrogeneras till acetaldehyd och H2O sönderdelas på Cuo. Vidare oxiderar CuO eller O adsorberat på Cuo genererat av H2o-sönderdelningen denna aldehyd till karboxylat, och slutligen syntetiseras aceton och CO2. Men att jämföra intensitetsförhållandena för CO2-och acetonspektra, avbildade på fikon. 5 och 6 kan det också föreslås att acetaldehyd (se Fig. 1; Tabell 1) kan oxideras till acetat och därefter till CO2 på den Cu-baserade katalysatorn.
TPSR, MS spectra av CZA
detta resultat visar att oxidationshastigheten för CZA kan vara högre än ketoniseringshastigheten vid tpsr-betingelserna. Detta kan uppstå på grund av CZA grundläggande egenskaper (Tabell 1).
tpsr-resultaten skiljer sig mycket från CZA-katalytiska prestanda som visas i Tabell 1 och Fig. 1. De experimentella förhållandena är dock inte desamma. Eftersom etanoladsorptionen sker vid låg temperatur (tpsr, se avsnittet ”experimentell”) observeras både dess oxidation och acetonsyntesen (Fig. 6). Faktum är att en högre mängd etanol/acetaldehyd kan adsorberas vid låga temperaturer.
jämförelse av Tpsr-spektra i Fig. 6 med Fig. 5, kan det observeras att den förra uppvisar endast en topp för varje förening, medan de senare två toppar. Detta kan uppstå på grund av den lägre mängden etanol som adsorberas på CZA när den jämförs med CeZr, vilket förmodligen är relaterat till den lägre densiteten hos syraställen i den Cu-baserade katalysatorn.
selektiviteten för aceton av CZA bestäms av dess basicitet och surhet. Den förstnämnda främjar inte ketoniseringsreaktionen och den senare håller inte syrearten adsorberad. Eftersom acetaldehydgenerering och desorption uppträder före acetatkondensationen är effekten av surheten mer relevant.
den blandade oxiden är mer aktiv för acetongenerationen jämfört med ZrO2 inte bara på grund av dess syraegenskaper utan också på grund av dess reducerbarhet och reaktivitet mot H2O-dissociationen. CeZr högre koncentration av lediga platser främjar dess reducerbarhet och H2O-dissociationsaktiviteten. Således visar ZrO2 lägre selektivitet för aceton jämfört med CeZr inte bara på grund av dess högre surhet utan också på grund av dess lägre lediga koncentration.
förhållandena mellan acetongenereringshastigheten och den syrebildningshastigheten för ZrO2 och CeZr är mycket lika (Tabell 1). Dessa data visar det liknande beteendet hos de aktiva platserna för dessa två oxider för acetonsyntesen. Man kan föreslå att dessa platser är de ytliga lediga platserna för dessa oxider.
oxidernas surhet måste ställas in. Närvaron av starka syraställen bör inte uppstå eftersom de främjar uttorkningsreaktionen. Dessutom bör densiteten hos syraställena vara hög för att hålla acetaldehydmolekylerna på den katalytiska ytan.
redoxmiljön för acetonsyntesen från etanol vid användning av CZA, CeZr och ZrO2 uppvisas av TPSR följt av IR-MS-spektroskopi.