Structure and Role of a Ga-Promoter in Ni-Based Catalysts for the Selective Hydrogenation of CO2 to Methanol

双金属片 催化作用 甲烷化 甲醇 材料科学 合金 选择性 格式化 化学工程 纳米颗粒 无机化学 结晶学 化学 纳米技术 冶金 有机化学 工程类
作者
Nora K. Zimmerli,Lukas Rochlitz,Stefano Checchia,Christoph R. Müller,Christophe Copéret,Paula M. Abdala
出处
期刊:JACS Au [American Chemical Society]
被引量:4
标识
DOI:10.1021/jacsau.3c00677
摘要

Supported, bimetallic catalysts have shown great promise for the selective hydrogenation of CO2 to methanol. In this study, we decipher the catalytically active structure of Ni–Ga-based catalysts. To this end, model Ni–Ga-based catalysts, with varying Ni:Ga ratios, were prepared by a surface organometallic chemistry approach. In situ differential pair distribution function (d-PDF) analysis revealed that catalyst activation in H2 leads to the formation of nanoparticles based on a Ni–Ga face-centered cubic (fcc) alloy along with a small quantity of GaOx. Structure refinements of the d-PDF data enabled us to determine the amount of both alloyed Ga and GaOx species. In situ X-ray absorption spectroscopy experiments confirmed the presence of alloyed Ga and GaOx and indicated that alloying with Ga affects the electronic structure of metallic Ni (viz., Niδ−). Both the Ni:Ga ratio in the alloy and the quantity of GaOx are found to minimize methanation and to determine the methanol formation rate and the resulting methanol selectivity. The highest formation rate and methanol selectivity are found for a Ni–Ga alloy having a Ni:Ga ratio of ∼75:25 along with a small quantity of oxidized Ga species (0.14 molGaOx molNi–1). Furthermore, operando infrared spectroscopy experiments indicate that GaOx species play a role in the stabilization of formate surface intermediates, which are subsequently further hydrogenated to methoxy species and ultimately to methanol. Notably, operando XAS shows that alloying between Ni and Ga is maintained under reaction conditions and is key to attaining a high methanol selectivity (by minimizing CO and CH4 formation), while oxidized Ga species enhance the methanol formation rate.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
刚刚
科研通AI2S应助yiyixt采纳,获得10
刚刚
每天至少八杯水完成签到 ,获得积分10
2秒前
自然从寒完成签到 ,获得积分10
4秒前
mawenting完成签到 ,获得积分10
5秒前
123完成签到,获得积分10
8秒前
杨杨杨完成签到,获得积分10
8秒前
星辰大海应助RadiantYT采纳,获得10
8秒前
9秒前
魔女完成签到,获得积分10
12秒前
Denning完成签到,获得积分10
14秒前
娄医生发布了新的文献求助10
16秒前
xigua完成签到,获得积分10
17秒前
十七完成签到 ,获得积分10
17秒前
Ida完成签到 ,获得积分10
17秒前
xzz完成签到,获得积分10
18秒前
不安士晋完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
soong完成签到 ,获得积分10
22秒前
派大星完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
刘晨文发布了新的文献求助10
26秒前
柏木完成签到,获得积分10
27秒前
hj0806完成签到,获得积分0
27秒前
李海妍完成签到 ,获得积分10
27秒前
li发布了新的文献求助10
27秒前
嗯嗯完成签到,获得积分10
28秒前
甜甜醉波完成签到,获得积分10
29秒前
panpanliumin完成签到,获得积分0
29秒前
Dr.zhang发布了新的文献求助30
30秒前
wangsai完成签到,获得积分10
30秒前
陈炳蓉完成签到,获得积分10
31秒前
song完成签到 ,获得积分10
31秒前
xiao柒柒柒完成签到,获得积分10
32秒前
32秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
32秒前
0美团外卖0完成签到 ,获得积分10
32秒前
冷傲机器猫完成签到,获得积分10
35秒前
jhxie完成签到,获得积分10
36秒前
高分求助中
Evolution 3rd edition 1500
Lire en communiste 1000
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 700
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 700
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
2-Acetyl-1-pyrroline: an important aroma component of cooked rice 500
Ribozymes and aptamers in the RNA world, and in synthetic biology 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3180053
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2830388
关于积分的说明 7976619
捐赠科研通 2491970
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1329146
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 635669
版权声明 602954