Activity and stability of alloyed NiCo catalyst for the dry reforming of methane: A combined DFT and microkinetic modeling study

催化作用 甲烷 二氧化碳重整 合成气 碳纤维 化学 合金 化学工程 反应性(心理学) 密度泛函理论 无机化学 材料科学 有机化学 计算化学 复合材料 病理 工程类 复合数 替代医学 医学
作者
Shuyue Chen,Bo Yang
出处
期刊:Catalysis Today [Elsevier BV]
卷期号:400-401: 59-65 被引量:21
标识
DOI:10.1016/j.cattod.2021.11.016
摘要

Dry reforming of methane (DRM) takes the greenhouse gas methane and carbon dioxide as reactants to produce syngas, showing positive effect on the ecological environment and energy conversion. Although pristine Ni and Co catalysts show high activity during this process, they are easily deactivated. Ni catalysts tend to deposit carbon, while Co catalysts would be oxidized. Compared with Ni, the formation of a one to one ratio NiCo alloy generally shows higher catalyst reactivity. However, there are still contradictions regarding the stability of this alloy catalyst. In this work, we used a combination of density functional theory calculations and microkinetic simulations to understand how the surface structure of the alloy affects the activity and stability of the catalyst. Possible terminations of NiCo alloys were considered and compared regarding the reaction rates, coverage of surface species and rate controlling transition states. Based on these results and those reported in our previous work, understandings on experimental observations can be obtained.
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