Mechanistic Insights and Rational Design of Ca-Doped CeO2 Catalyst for Acetic Acid Ketonization

催化作用 醋酸 化学 羧酸 掺杂剂 无机化学 碳氢化合物 密度泛函理论 有机化学 兴奋剂 计算化学 材料科学 光电子学
作者
Mingxia Zhou,Aimee L. Church,Michael J. Cordon,Chenyang Li,Rodney D. Hunt,Jae‐Soon Choi,Lei Bai,Zhenglong Li,James E. Parks,Michael Z. Hu,Larry A. Curtiss,Rajeev S. Assary
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:10 (34): 11068-11077 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.1c06675
摘要

Carboxylic acid ketonization has recently gained significant attention to produce biomass-derived hydrocarbon fuels as it not only removes the highly reactive carboxylic functional group but also increases the size of the carbon chain. In this study, Ca-doped CeO2-based catalysts were investigated for acetic acid ketonization using a combined experimental and computational approach. Acetic acid conversion was performed across a range of temperatures including higher temperatures relevant to catalytic hot gas filtration (450 °C). Ca addition slightly decreases overall acetic acid ketonization reactivity yet stabilizes the catalyst at the higher temperatures necessary for catalytic hot gas filtration. From density functional theory calculations of the ketonization reaction mechanism, the C–C coupling and water formation steps are identified as two of the most energy-consuming steps on a CeO2 surface with a proximal oxygen vacancy and the presence of a Ca dopant stabilizes the key intermediates. Calculations predict an optimal structure comprising three Ca ensembles to minimize the reaction free energies for C–C coupling and water formation steps. These findings provide a priori information to guide future experiments for ketonization catalyst design and development.

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
wangyucode发布了新的文献求助10
刚刚
ThewhY完成签到,获得积分20
刚刚
wangyucode发布了新的文献求助10
1秒前
JamesPei的应助被沉默含海采纳,获得10
1秒前
Montiel发布了新的文献求助10
1秒前
wangyucode发布了新的文献求助10
1秒前
爱笑以松完成签到,获得积分10
1秒前
wangyucode发布了新的文献求助10
2秒前
初景发布了新的文献求助10
2秒前
wangyucode发布了新的文献求助10
2秒前
wangyucode发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
上官若男的应助被寒冷的断秋采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
怡然面包完成签到 ,获得积分10
3秒前
Fch完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
tian完成签到 ,获得积分10
4秒前
wangyucode发布了新的文献求助10
4秒前
wangyucode发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
4秒前
FashionBoy的应助被研友_祝鬼神采纳,获得10
4秒前
4秒前
hh完成签到,获得积分10
5秒前
wangyucode发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
OOO完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
llllll完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
xrn发布了新的文献求助20
7秒前
wangyucode发布了新的文献求助10
8秒前
wangyucode发布了新的文献求助10
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Convergent and bidirectional strategies towards the total synthesis of hemibrevetoxin B 300
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 7: R–S 300
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 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7799435
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9334501
关于积分的说明 20467379
捐赠科研通 7390524
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3326026
关于科研通互助平台的介绍 2473113
邀请新用户注册赠送积分活动 2343529