Variation in the In2O3 Crystal Phase Alters Catalytic Performance toward the Reverse Water Gas Shift Reaction

催化作用 水煤气变换反应 吸附 反应性(心理学) 相(物质) 密度泛函理论 材料科学 氧气 Crystal(编程语言) 产量(工程) 空位缺陷 结晶学 纳米晶 化学工程 化学 物理化学 纳米技术 计算化学 有机化学 冶金 程序设计语言 替代医学 病理 工程类 医学 计算机科学
作者
Jianyang Wang,Chun-Yen Liu,Thomas P. Senftle,Jie Zhu,Guanghui Zhang,Xinwen Guo,Chunshan Song
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:10 (5): 3264-3273 被引量:144
标识
DOI:10.1021/acscatal.9b04239
摘要

Understanding the structure–catalytic activity relationship is crucial for developing new catalysts with desired performance. In this contribution, we report the performance of In2O3 with different crystal phases in the reverse water gas shift (RWGS) reaction, where we observe changing activity induced by a phase transition under reaction conditions. Cubic In2O3 (c-In2O3) exhibits a higher RWGS rate than the hexagonal phase (h-In2O3) at temperatures below 350 °C because of its (1) enhanced dissociative adsorption of H2, (2) facile formation of the oxygen vacancies, and (3) enhanced ability to adsorb and activate CO2 on the oxygen vacancies, as suggested both experimentally and computationally. Density functional theory results indicate that the surface oxygen arrangement on the cubic polymorph is key to rapid H2 adsorption, which facilitates oxygen vacancy formation and subsequent CO2 adsorption to yield high RWGS reactivity. At 450 °C and above, the activity of h-In2O3 increases gradually with time on stream, which is caused by a phase transition from h-In2O3 to c-In2O3. In situ X-ray diffraction experiments show that h-In2O3 is first reduced by H2 and subsequently oxidized by CO2 to c-In2O3. These findings highlight the importance of the crystal phase in the catalytic RWGS reaction and provide a new dimension for understanding/designing RWGS catalysts.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小欣子完成签到 ,获得积分10
刚刚
meng完成签到,获得积分10
1秒前
林泽玉完成签到,获得积分10
3秒前
JWKim完成签到,获得积分10
3秒前
hh完成签到 ,获得积分10
4秒前
香蕉觅云应助粟粟采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
小橙子完成签到,获得积分10
7秒前
yan完成签到,获得积分10
8秒前
321完成签到,获得积分10
8秒前
顾矜应助Aroma采纳,获得10
8秒前
小白发布了新的文献求助30
8秒前
直率诗柳完成签到,获得积分10
9秒前
行走的猫完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
熙梓日记发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
要奋斗的小番茄完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
12秒前
taotao完成签到,获得积分10
13秒前
灵舒完成签到,获得积分0
13秒前
14秒前
LLLL发布了新的文献求助10
15秒前
充电宝应助高家琚采纳,获得20
16秒前
小D发布了新的文献求助10
16秒前
科研通AI6.1应助是真的采纳,获得10
17秒前
青苹果发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
xc完成签到,获得积分10
18秒前
粟粟发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
可爱多完成签到,获得积分10
20秒前
force完成签到 ,获得积分10
21秒前
LLLL完成签到,获得积分10
21秒前
fubq0321完成签到 ,获得积分10
21秒前
熙梓日记完成签到,获得积分10
22秒前
完美的翼应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6512685
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8306136
关于积分的说明 17744249
捐赠科研通 5614594
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2923820
邀请新用户注册赠送积分活动 1901060
关于科研通互助平台的介绍 1762776