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
刚刚
顺其自然_666888完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
晨曦完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
1秒前
1秒前
标致的满天完成签到 ,获得积分10
1秒前
星辰大海的应助被xjx采纳,获得10
2秒前
演九胜发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
hugoyyy发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
张6完成签到 ,获得积分10
4秒前
杨大帅气发布了新的文献求助10
4秒前
小二郎的应助被涔雨采纳,获得10
5秒前
ljs完成签到,获得积分10
5秒前
葡萄发布了新的文献求助10
5秒前
依米若米发布了新的文献求助10
6秒前
拼搏雁开发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
cj发布了新的文献求助10
7秒前
bb88完成签到,获得积分10
7秒前
赵培君发布了新的文献求助10
7秒前
yu1完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
xuanx237发布了新的文献求助10
10秒前
活力的念之完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
杨大帅气完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
王小贝完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
12秒前
wiliiam完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
13秒前
1793480753完成签到,获得积分10
14秒前
xuderui完成签到,获得积分10
14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
Aspects of Post-SPE Phonology 2000
Nanocomposite Removal of Pesticides from Wastewater 1000
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Rosenblum, Global Change Biology 800
Final Report for the 2-D Test of Model 901 Rotor and Wing Airfoils (BSWT 592) 528
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7907245
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9411486
关于积分的说明 20893243
捐赠科研通 7507774
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3361898
关于科研通互助平台的介绍 2499805
邀请新用户注册赠送积分活动 2392145