11:07 2024-03-08
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Structuri active de cupru în cataliza interfacială ZnO-Cu: hidrogenarea CO₂ la metanol
_ Structuri active de cupru în ZnO- Cataliza interfacială Cu: hidrogenarea CO₂ la metanol
Cercetări recente publicate în revista Science China Chemistry explorează structurile active de cupru în cataliza interfacială ZnO-Cu. Au fost efectuate multe experimente, inclusiv prepararea catalizatorului, caracterizări structurale, evaluarea performanței catalitice și calcule DFT.
Folosind diferite nanocristale de Cu (NC) cu fațete de Cu bine definite și catalizatori inversi ZnO/Cu NCs corespunzători, Fațeta Cu{110} a fost demonstrată ca fiind cea mai activă fațetă pentru cataliza interfacială ZnO-Cu în hidrogenarea CO2 la metanol cu energie de activare aparentă de până la 25,3±2,6 kJ/mol, în timp ce fațeta Cu{100} este cea mai activă fațetă atât pentru cataliza interfacială ZnO-Cu, cât și pentru cataliza cu Cu în reacția RWGS.
Între timp, deși interfața ZnO-Cu este mai activă în catalizarea reacției RWGS decât suprafața Cu, reacția RWGS are loc în principal pe Cu gol. suprafața catalizatorilor inversi ZnO/Cu în loc de la interfața ZnO-Cu, în condiția reacției de hidrogenare a CO2 la metanol.
Studiul a fost condus de prof. Weixin Huang (Laboratorul cheie de chimie inteligentă și precizie, Universitatea de Știință și Tehnologie din China), Prof. Wenhua Zhang (Laboratorul Cheie de Precizie și Chimie Inteligentă, Universitatea de Știință și Tehnologie din China) și Dr. Zongfang Wu (Centrul Național de Cercetare pentru Științe Fizice Hefei la Microscale, Universitatea din Știința și Tehnologia Chinei).
„Nanocristalele catalitice uniforme cu structuri bine definite au demonstrat un potențial mare pentru studii fundamentale ale catalizei eterogene în condiții de lucru. Catalizatorii pe bază de Cu-ZnO au fost studiați pe larg pentru catalizarea hidrogenării CO2 la metanol cu valoare adăugată, în care selectivitatea metanolului, totuși, este limitată de reacția RWGS însoțitoare", spune Huang.
"Folosind Cu Cu. catalizatori model pe bază de un singur cristal, performanța catalitică a catalizatorilor Cu și ZnO/Cu atât în hidrogenarea CO2 la metanol, cât și în reacțiile RWGS s-a demonstrat a fi dependentă sensibil de planurile cristaline de Cu, dar ratele măsurate de formare a CO au fost de două până la trei ordine de mărime mai mare decât ratele corespunzătoare de formare a CH3OH, spre deosebire de performanța catalitică a catalizatorilor sub formă de pulbere pe bază de Cu-ZnO."
"Pentru a aborda controversa dintre catalizatorii sub formă de pulbere și catalizatorii model monocristal, avem a efectuat un studiu de calcul experimental și teoretic combinat al NC-urilor de Cu cu fațete de Cu bine definite și catalizatori inversi ZnO/Cu NC-uri corespunzători în condiții tipice de hidrogenare a CO2 la metanol și reacții RWGS."
Rezultatele obținute asupra Fațeta activă de Cu pentru cataliza interfacială ZnO-Cu pentru hidrogenarea CO2 la metanol și reacțiile RWGS nu numai că aprofundează înțelegerea fundamentală a sensibilității structurii catalizei interfațale ZnO-Cu, dar sugerează și ingineria fațetă {110} a nanoparticulelor de Cu cu suprafețe de Cu expuse minimizate. în catalizatori pe bază de Cu-ZnO ca strategie promițătoare pentru fabricarea unui catalizator foarte activ și selectiv pentru hidrogenarea CO2 la metanol la temperaturi scăzute.
Din punct de vedere cinetic, reacția de sinteză a metanolului la interfața ZnO-Cu{110} cu un Ea foarte scăzut de aproximativ 25,3 kJ/mol se desfășoară ușor la temperaturi scăzute, în timp ce reacția RWGS cu o suprafață de barieră mare nu are loc termodinamic, o temperatură scăzută de reacție favorizează reacția exotermă de sinteză a metanolului, dar nu reacția RWGS endotermă.
Comentarii:
Adauga Comentariu