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
supertkeb完成签到,获得积分10
刚刚
虚心的阿松完成签到,获得积分10
1秒前
静候完成签到,获得积分10
1秒前
Nininni发布了新的文献求助10
2秒前
AHA完成签到,获得积分10
3秒前
xx_2000发布了新的文献求助10
3秒前
乐乐应助任罗川采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
vv完成签到 ,获得积分10
5秒前
ABC完成签到,获得积分10
5秒前
Tian完成签到,获得积分10
5秒前
摘星星吗完成签到 ,获得积分10
6秒前
所所应助小巧的凝荷采纳,获得10
6秒前
6秒前
科研通AI6.1应助暖暖采纳,获得30
6秒前
Zero完成签到,获得积分0
7秒前
7秒前
开朗发卡发布了新的文献求助10
7秒前
Ellalala完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
123完成签到,获得积分10
8秒前
CCC发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
ss完成签到 ,获得积分10
9秒前
gy发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
00完成签到 ,获得积分10
11秒前
syhjxk完成签到,获得积分10
11秒前
早睡早起发布了新的文献求助10
11秒前
123完成签到,获得积分10
12秒前
慕青应助Xx丶采纳,获得10
12秒前
开心诗云发布了新的文献求助10
12秒前
Twistzz完成签到,获得积分10
12秒前
小燕子发布了新的文献求助10
13秒前
作业对不起完成签到,获得积分10
13秒前
研究啥发布了新的文献求助30
13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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Relation between chemical structure and local anesthetic action: tertiary alkylamine derivatives of diphenylhydantoin 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6067325
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7899436
关于积分的说明 16326302
捐赠科研通 5209148
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2786461
邀请新用户注册赠送积分活动 1769277
关于科研通互助平台的介绍 1647853