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【48812】我国科大确认了水气改换和CO加氢制甲醇反响Cu-ZnO催化剂的活性位


来源:开云体育app下载官网手机版    发布时间:2024-07-10 18:47:07

  近来,我国科学技能大学合肥微标准物质科学国家研讨中心/化学与资料科学学院黄伟新教授、张文华副教授和厦门大学王野教授协作研讨了具有清晰Cu结构的ZnO/Cu催化剂催化水气改换和CO加氢制甲醇反响,观察到Cu结构和反响气氛依靠的催化剂原位重构现象,确认了CuZn合金分别是Cu-ZnO催化剂催化WGS反响和CO加氢制甲醇反响的活性位。研讨成果于7月15日以“The active sites of Cu-ZnO catalysts for water gas shift and CO hydrogenation reactions”为题宣布在

  自“活性位”概念的提出,区分催化剂活性位结构成为多相催化反响的“Holy Grail”。催化剂的活性位结构依靠于所催化的化学反响,大范围的应用于商业水煤气改换(WGS,CO + H2O → CO2+ H2)和CO加氢制甲醇(CO + 2H2→ CH3OH)反响的Cu-ZnO-Al2O3催化剂是典型代表。因而,Cu-ZnO-Al2O3催化剂在WGS和CO加氢制甲醇反响中的催化活性位结构被广泛研讨,但由于缺少清晰试验依据,任旧存在较大争议。黄伟新教授提出“纳米晶模型催化剂”概念展开工业催化反响条件下的催化外表化学研讨,确认催化剂活性位和了解催化作用机制(Acc. Chem. Res. 49 (2016) 520; Surf. Sci. Rep. 74 (2019) 100471),并根据结构规整Cu2O/Cu纳米晶在铜基催化剂系统获得系列发展(Angew. Chem. Int. Ed. 50 (2011) 12294/126 (2014) 4956/58 (2019) 4276; Nat. Commun. 8 (2017) 488)。本作业中,以结构规整ZnO/Cu2O催化剂为前驱体,经过描摹保持的复原办法制备了结构规整ZnO/Cu催化剂,归纳原位表征技能,结合理论核算,系统研讨了ZnO/Cu催化剂在水气改换和CO加氢制甲醇反响中的催化行为。

  在水气改变反响中,观察到ZnO/c-CuCu(100)催化剂表现出最高的催化活性,其催化性能与Cu(I)Cu(100)-ZnO界面位点数目正相关。结合理论核算,确认了CuCu(100)-羟基化ZnO界面结构是催化活性位。

  在CO加氢制甲醇反响中,观察到CuZn合金的原位构成,CuZn合金构成与Cu外表缺点位点数目正相关,在c- CuCu(100)外表缺点位点(Cu(611))最简单构成。ZnO/c-CuCu(100)催化剂催化甲醇生成速率与CuZn合金位点数目正相关。结合理论核算,确认了CuCu(611)Zn合金是催化活性位。

  文章榜首作者是我国科学技能大学已结业博士研讨生张振华(现在在浙江师范大学作业),一起榜首作者是博士研讨生陈玄烨和厦门大学康金灿博士。该项研讨得到了国家自然科学基金委员会、科技部、我国科学院、教育部、安徽省等的支撑。

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