Zr-Based MOF-545 Metal–Organic Framework Loaded with Highly Dispersed Small Size Ni Nanoparticles for CO2 Methanation

甲烷化 材料科学 金属有机骨架 纳米颗粒 X射线光电子能谱 化学工程 漫反射红外傅里叶变换 镍 傅里叶变换红外光谱 催化作用 溶剂 多相催化 选择性 纳米技术 冶金 物理化学 有机化学 光催化 吸附 工程类 化学
作者
Hongmei Chen,J.-B. Brubach,Ngoc‐Huan Tran,Amanda Robinson,Ferdaous Ben Romdhane,Mathieu Frégnaux,Francesc Penas-Hidalgo,Albert Solé‐Daura,Pierre Mialane,Marc Fontecave,Anne Dolbecq,Caroline Mellot‐Draznieks
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (10): 12509-12520 被引量:27
标识
DOI:10.1021/acsami.3c18154
摘要

We report the use of Zr-based metal-organic frameworks (MOFs) MOF-545 and MOF-545(Cu) as supports to prepare catalysts with uniformly and highly dispersed Ni nanoparticles (NPs) for CO2 hydrogenation into CH4. In the first step, we studied the MOF support under catalytic conditions using operando diffuse reflectance infrared Fourier transform (DRIFT) spectroscopy, ex situ characterizations (PXRD, XPS, TEM, and EDX-element mapping), and DFT calculations. We showed that the high-temperature conditions undoubtedly confer a potential for catalytic functionality to the solids toward CH4 production, while no role of the Cu could be evidenced. The MOF was shown to be transformed into a catalytically active material, amorphized but still structured with dehydroxylated Zr-oxoclusters, in line with DFT calculations. In the second step, Ni@MOF-545 catalysts were prepared using either impregnation (IM) or double solvent (DS) methods, followed by a dry reduction (R) route under H2 to immobilize Ni NPs. The highest catalytic activity was obtained with the Ni@MOF-545 DS R catalyst (595 mmolCH4 gNi-1 h-1) with 100% CH4 selectivity and 60% CO2 conversion after ∼3 h. The higher catalytic activity of Ni@MOF-545 DS R is a result of much smaller (∼5 nm) and better dispersed Ni NPs than in the IM sample (20-40 nm), the latter exhibiting sintering. The advantages of the encapsulation of Ni NPs by the DS method and of the use of a MOF-545-based support are discussed, highlighting the interest of designing yet-unexplored Zr-based MOFs loaded with Ni NPs for CO2 hydrogenation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
韩钰小宝完成签到 ,获得积分10
1秒前
骞予关注了科研通微信公众号
5秒前
木雨亦潇潇完成签到,获得积分0
5秒前
张帆远航完成签到,获得积分10
7秒前
Green完成签到,获得积分10
8秒前
yys完成签到 ,获得积分10
8秒前
max完成签到 ,获得积分10
9秒前
北冥完成签到 ,获得积分10
14秒前
科研通AI6.2的应助被纯情的阁采纳,获得10
14秒前
科研通AI6.2的应助被纯情的阁采纳,获得10
14秒前
科研通AI6.2的应助被纯情的阁采纳,获得10
14秒前
科研通AI6.2的应助被纯情的阁采纳,获得10
15秒前
科研通AI6.4的应助被纯情的阁采纳,获得10
15秒前
Owen的应助被Meredith采纳,获得10
15秒前
乐乐的应助被纯情的阁采纳,获得30
15秒前
15秒前
麻辣哈哈z完成签到,获得积分10
18秒前
dyy完成签到 ,获得积分10
20秒前
磕盐耇发布了新的文献求助10
21秒前
怡然含桃完成签到 ,获得积分10
23秒前
678完成签到 ,获得积分10
24秒前
music_2号完成签到,获得积分10
24秒前
heart完成签到,获得积分10
24秒前
cai完成签到 ,获得积分10
25秒前
微笑傲柏完成签到 ,获得积分10
25秒前
Alex完成签到,获得积分10
27秒前
八百标兵完成签到,获得积分10
27秒前
28秒前
29秒前
搜集达人的应助被QYG采纳,获得10
32秒前
舒适的采波完成签到 ,获得积分10
34秒前
Orange的应助被宜兴彭于晏采纳,获得10
34秒前
Meredith发布了新的文献求助10
35秒前
姜勇完成签到,获得积分10
36秒前
邓润杰发布了新的文献求助100
37秒前
37秒前
xiaotan000完成签到,获得积分10
39秒前
邓润杰发布了新的文献求助10
40秒前
邓润杰发布了新的文献求助10
40秒前
邓润杰发布了新的文献求助10
41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
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
Experimentelle und numerische Modellierung des dynamischen Trag- und Verformungsverhaltens von hochflexiblen Schutzsystemen gegen Steinschlag 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8147270
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9545565
关于积分的说明 21669255
捐赠科研通 7733983
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3423471
关于科研通互助平台的介绍 2548491
邀请新用户注册赠送积分活动 2466461