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
努力的科研小白完成签到,获得积分10
1秒前
cwx完成签到,获得积分10
1秒前
我看看怎么个事的应助被华风采纳,获得10
1秒前
香蕉尔曼完成签到,获得积分10
1秒前
孟浩然完成签到 ,获得积分10
2秒前
明亮寻绿完成签到,获得积分10
2秒前
挚友发布了新的文献求助30
3秒前
十八寒露的应助被醉熏的复天采纳,获得10
4秒前
李咸咸123完成签到,获得积分10
4秒前
乐乐的应助被努力的科研小白采纳,获得10
4秒前
无极微光的应助被顾高源采纳,获得20
5秒前
吹泡泡完成签到 ,获得积分10
6秒前
专注的网络完成签到 ,获得积分10
6秒前
牛马26号完成签到,获得积分10
7秒前
善良的碧灵完成签到,获得积分10
8秒前
完美世界的应助被机智篮球采纳,获得10
8秒前
WTX完成签到,获得积分0
10秒前
hyq008完成签到,获得积分10
10秒前
Darsine完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
活泼惜蕊完成签到 ,获得积分10
12秒前
美满的夏山完成签到 ,获得积分10
13秒前
小李完成签到 ,获得积分10
13秒前
zqyzqy完成签到 ,获得积分10
13秒前
Snowy完成签到,获得积分10
14秒前
淡定的一德完成签到,获得积分10
15秒前
best完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
jmy完成签到,获得积分10
15秒前
罚克由尔完成签到,获得积分10
15秒前
耿恬妞发布了新的文献求助10
15秒前
刘师兄吧完成签到,获得积分10
15秒前
Yasong发布了新的文献求助10
15秒前
nulixuexi完成签到,获得积分10
16秒前
阳光下的味道完成签到,获得积分10
16秒前
虞无声完成签到,获得积分10
16秒前
雪影完成签到 ,获得积分10
16秒前
小周完成签到 ,获得积分10
16秒前
WENS完成签到,获得积分10
17秒前
执着的忆雪完成签到 ,获得积分10
17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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Représentation chimique de la structure des kérogènes et des asphaltènes en fonction de leur origine et de leur degré d'évolution 900
Ecotourism 400
Analytical Separation Science 300
Civilization and War 300
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 8066363
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9488709
关于积分的说明 21347681
捐赠科研通 7634945
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3397923
关于科研通互助平台的介绍 2528006
邀请新用户注册赠送积分活动 2435781