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
Alpccc完成签到,获得积分10
刚刚
超级幻梅发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
4秒前
6秒前
222发布了新的文献求助10
7秒前
Ava应助pj采纳,获得10
7秒前
xinlinwang发布了新的文献求助10
9秒前
淡淡的完成签到,获得积分10
9秒前
Lliu完成签到,获得积分10
9秒前
Jasper应助BW采纳,获得10
10秒前
田様应助王进采纳,获得10
10秒前
瘦瘦的南蕾完成签到,获得积分10
12秒前
吴彬完成签到,获得积分10
12秒前
情怀应助粗心的从露采纳,获得10
13秒前
yu发布了新的文献求助10
13秒前
神火发布了新的文献求助10
14秒前
孤独溪流发布了新的文献求助10
14秒前
222完成签到,获得积分10
15秒前
被动科研完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
17秒前
18秒前
22秒前
dreamode发布了新的文献求助30
22秒前
22秒前
王进发布了新的文献求助10
22秒前
manfullmoon发布了新的文献求助10
23秒前
26秒前
adeno发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
27秒前
坦率的冥王星完成签到,获得积分10
29秒前
小冯完成签到,获得积分10
29秒前
29秒前
30秒前
呆萌白安完成签到 ,获得积分10
30秒前
呆萌白安关注了科研通微信公众号
34秒前
35秒前
35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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Handbook of Optical Systems,Volume 6:Advanced Physical Optics 666
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6514364
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8307830
关于积分的说明 17753295
捐赠科研通 5616306
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2924639
邀请新用户注册赠送积分活动 1901577
关于科研通互助平台的介绍 1763060