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
Jasper应助xxx采纳,获得10
刚刚
单车发布了新的文献求助10
1秒前
栗Lina发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
开心饼干完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
wjw发布了新的文献求助10
3秒前
正直的阑悦完成签到,获得积分10
3秒前
llll发布了新的文献求助10
4秒前
eiland发布了新的文献求助10
4秒前
pikachu发布了新的文献求助10
5秒前
lfydhk发布了新的文献求助30
6秒前
lyric发布了新的文献求助10
6秒前
Owen应助lzthelord采纳,获得10
8秒前
shutong发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
orixero应助可了不得采纳,获得10
10秒前
万能图书馆应助Brave采纳,获得30
11秒前
灵巧的嚣完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
12秒前
科研通AI6.2应助lfydhk采纳,获得30
14秒前
14秒前
严钰佳发布了新的文献求助10
16秒前
郭小兰发布了新的文献求助10
16秒前
一只羊发布了新的文献求助10
17秒前
llll发布了新的文献求助10
17秒前
GZY完成签到,获得积分10
17秒前
19秒前
赘婿应助胡银凤采纳,获得10
19秒前
巩志成应助Xiuxiu采纳,获得10
20秒前
梅溪湖的提词器完成签到,获得积分0
21秒前
小费发布了新的文献求助10
22秒前
搜集达人应助sunshine一抿采纳,获得10
23秒前
kchrisuzad完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
单车完成签到,获得积分10
23秒前
PhDL1发布了新的文献求助20
24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
Reducing Compassion Fatigue, Secondary Traumatic Stress and Burnout 600
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Mammalian Synthetic Biology 500
Auslegungsgeschichte 500
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 500
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7638903
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9212111
关于积分的说明 19761166
捐赠科研通 7205811
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3275906
关于科研通互助平台的介绍 2437495
邀请新用户注册赠送积分活动 2273206