Target-Modified Main Catalytic Site of CuZn Dual-Atom Catalysts for Promoting Methane Oxidation to Methanol: A DFT Study

催化作用 甲醇 甲烷 对偶(语法数字) Atom(片上系统) 甲烷厌氧氧化 化学 光化学 材料科学 无机化学 有机化学 计算机科学 嵌入式系统 艺术 文学类
作者
Yuxin Wang,Yuxiu Wang,Chunhua Yang,Jinxiao Li,Yun Jia,Yan Sun,Sen Zhang,Jing Zhang,Liwei Pan
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:7 (24): 11733-11740
标识
DOI:10.1021/acsaem.4c01758
摘要

The oxidation of methane to methanol is a major challenge because of the high energy barrier for CH3–H bond activation, yet dual-atom catalysts have great potential in this regard. Based on density functional theory (DFT) calculations, it was found that the N3Zn-CuN4-DOPL catalyst target-modified with 2,5-dioxopyrrole significantly reduces the energy barrier of the CH3–H bond activation (0.69–0.34 eV), facilitating the oxidation of methane to methanol. The electronic properties calculations revealed that the Cu atom acts similar as electron reservoir and electron channel, and the existence of a strong σ-bond between the Cu atom and the N4 atom can substantially increase the amount of electron loss from the Cu atom, thus promoting the oxidation of methane to methanol. The special electronic phenomenon that N3Zn-CuN4-DOPL promotes the CH3–H bond activation was named as the "bowstring-release effect." That is, the Cu atom connected to the O* is equivalent to pulling the bowstring; the Cu atom releases the O*, which is equivalent to loosening the bowstring. This study provides useful guidance for regulating the catalytic activity by targeted modification of the main catalytic site of dual-atom catalysts.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI

祝大家在新的一年里科研腾飞
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
小饼干1029完成签到,获得积分10
2秒前
6666发布了新的文献求助10
2秒前
犯困完成签到,获得积分10
2秒前
Lily完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
keyanzhang发布了新的文献求助10
4秒前
学术狗完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
Lucas应助ll采纳,获得10
7秒前
bkagyin应助温柔踏歌采纳,获得10
9秒前
oo完成签到 ,获得积分10
9秒前
Wang发布了新的文献求助10
12秒前
oo关注了科研通微信公众号
12秒前
14秒前
静穆儿完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
17秒前
zojoy完成签到,获得积分10
18秒前
21秒前
科研通AI2S应助甜蜜水蜜桃采纳,获得10
22秒前
啊呜哈哈哈完成签到,获得积分20
22秒前
24秒前
Jiping Ni完成签到,获得积分20
24秒前
ll发布了新的文献求助10
24秒前
清见的心完成签到,获得积分10
25秒前
yjy完成签到 ,获得积分10
26秒前
东西南北完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
xiaobizaizhi233完成签到 ,获得积分10
28秒前
含蓄文博完成签到 ,获得积分10
29秒前
wen关闭了wen文献求助
29秒前
Akim应助Jiping Ni采纳,获得10
29秒前
思源应助阿辰采纳,获得10
29秒前
雅鹿贝鲁发布了新的文献求助10
30秒前
33秒前
34秒前
35秒前
ll完成签到,获得积分20
35秒前
36秒前
lou1219发布了新的文献求助10
38秒前
高分求助中
Востребованный временем 2500
诺贝尔奖与生命科学 2000
Les Mantodea de Guyane 1000
Aspects of Babylonian celestial divination: the lunar eclipse tablets of Enūma Anu Enlil 1000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 910
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 500
Separation and Purification of Oligochitosan Based on Precipitation with Bis(2-ethylhexyl) Phosphate Anion, Re-Dissolution, and Re-Precipitation as the Hydrochloride Salt 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 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3380932
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2995965
关于积分的说明 8766492
捐赠科研通 2681072
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1468318
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 678977
邀请新用户注册赠送积分活动 670988