確定氧化物載體在過渡金屬催化中的作用對於理解多相催化至關重要。水煤氣變換(WGS)(CO+H2O ↔ CO2+H2)反應是一個典型的例子,WGS的重要性導致許多研究旨在理解反應機理以指導催化劑的發展。其中氧化物載體決定了催化活性,但其原因尚不確定。
有鑑於此,美國能源部西北太平洋國家實驗室JánosSzanyi等人,證明了一個簡單的描述符——羥基形成的平衡常數——與不同的氧化物載體上的WGS翻轉頻率有關。
要點1. 證明了氧化物負載的過渡金屬催化劑上的低溫WGS周轉頻率(TOF)與羥基形成的平衡常數KOH成比例。這一關係證實了載體通過影響界面活性位點的數量,即粒徑而間接影響反應速率。
要點2. 早期和晚期過渡金屬之間不同的平衡常數或親氧性說明了金屬-載體界面位點打破吸附能比例關係的效用,從而為WGS反應提供了雙功能收益。因此,生成羥基的平衡常數與氫的形式異解的平衡常數相等,反映了金屬載體界面參與氫的異解的能力。
要點3. 此外,還討論了在WGS過程中氧的促進作用,以及在HDO和CO氧化過程中水的促進作用。總之,該工作提出了一種新的描述符,為理解WGS反應類別的界面位點的高活性提供了指導。Nicholas C. Nelson et al. Heterolytic Hydrogen Activation: Understanding Support Effects in Water–Gas Shift, Hydrodeoxygenation, and CO Oxidation Catalysis. ACS Catal., 2020.
DOI: 10.1021/acscatal.0c01059https://doi.org/10.1021/acscatal.0c01059為加強科研合作,我們為還專門開通了一系列專業微信群:
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