Appl. Catal. B.:Pd原子促进ZnZrOx固溶体催化剂助力CO2加氢制甲醇

Appl. Catal. B.:Pd原子促进ZnZrOx固溶体催化剂助力CO2加氢制甲醇开发高效的CO2转化催化剂是一个长期的愿望。基于此,新加坡国立大学颜宁教授和Sergey M. Kozlov、瑞士苏黎世联邦理工大学Javier Pérez-Ramírez(共同通讯作者)等人报道了一种原子Pd促进的ZnZrOx固溶体催化剂(Pd-ZnZrOx),对比裸ZnZrOx,该催化剂的甲醇生产速率显着提高,并且在运行100 h内具有出色的稳定性。
Appl. Catal. B.:Pd原子促进ZnZrOx固溶体催化剂助力CO2加氢制甲醇作者采用共沉淀法制备了一种新型Pd-ZnZrOx固溶体催化剂,其特征是Pd原子分散在ZnZrOx上。Pd原子掺杂显著提高了甲醇的生产活性,并伴随着良好的长期稳定性,这对大规模的CO2增值具有吸引力。
同时,通过实验测试发现,高达0.8 at.%(即0.6 wt%),Pd可以原子地分散在ZnZrOx中,导致混合氧化物上有更多的氧空位,从而促进甲醇的生产。
Appl. Catal. B.:Pd原子促进ZnZrOx固溶体催化剂助力CO2加氢制甲醇
此外,动力学分析和原位DRIFTS表明,ZnZrOx上的氢活化受到限制,但原子Pd掺杂促进了H2离解以及随后的HCOO⁎形成,从而促进了CO2转化为甲醇。
密度泛函理论(DFT)计算表明,原子Pd的存在使H2离解更加放热,这增加了表面H的可用性并促进了相邻Zn位点的CO2氢化,为Pd-ZnZrOx在CO2氢化中的高活性和稳健性提供了基本原理。
Appl. Catal. B.:Pd原子促进ZnZrOx固溶体催化剂助力CO2加氢制甲醇Atomic Pd-promoted ZnZrOx solid solution catalyst for CO2 hydrogenation to methanol. Appl. Catal. B Environ., 2021, DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120994.
https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120994.

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