Enhancement of oxygen vacancy sites of La2-xMxCe2O7-δ (M = Ca, Ba, Sr) catalyst for the low temperature oxidative coupling of Methane: A combined DFT and experimental study

催化作用 化学 甲烷氧化偶联 氧气 无机化学 萤石 拉曼光谱 选择性 氧化物 有机化学 光学 物理
作者
Rohan Singh Pal,Swati Rana,Sachin Kumar Sharma,Rubina Khatun,Deepak Khurana,Tuhin Suvra Khan,Mukesh Kumar Poddar,Rahul Sharma,Rajaram Bal
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:458: 141379-141379 被引量:44
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.141379
摘要

This study investigated the effect of different alkaline earth metals doped La2-xMxCe2O7-δ (M = Ca, Sr, Ba and x = 0.30) catalysts prepared by one-step hydrothermal method for the low-temperature methane oxidative coupling (OCM) to olefins. The presence of a disordered cubic fluorite phase of synthesized catalysts was detected by powder XRD and Raman analysis. The surface analysis by XPS and Raman shows the presence of oxygen vacancy sites, which are responsible for the formation of electrophilic superoxide O2– species in presence of molecular oxygen. We observed that the ratio of active oxygen species (O2− and O22−) to lattice oxygen (O2–) was linearly correlated with the number of basic sites. The catalytic activity of different catalysts for the OCM reactions follows the order: La1.7Ca0.3Ce2O7-δ > La1.7Sr0.3Ce2O7-δ > La1.7Ba0.3Ce2O7-δ > La2Ce2O7. The reactivity order follows the same trend as the amount of basic sites and reactive oxygen species. According to this study, the best catalyst is La1.7Ca0.3Ce2O7-δ, which gives the highest C2 yield and C2 selectivity of 23.6 % and 78.8 %, respectively, at 650 °C. DFT studies revealed that substitution of La by Ca in the La2Ce2O7 catalyst significantly reduces the oxygen vacancy formation energy by about 100 kJ/mol compared to the undoped LaCe-oxide. We believe that the superior activity of La1.7Ca0.3Ce2O7-δ catalyst is attributed to the higher amount of basicity and electrophilic oxygen content, which are the governing factors in OCM for CH4 conversion and C2 product selectivity as well.
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
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
研友_VZG7GZ应助Mr权采纳,获得30
刚刚
john完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
kknmj发布了新的文献求助20
1秒前
爱看文献完成签到,获得积分20
1秒前
憨憨哈完成签到,获得积分10
2秒前
超级曼安完成签到,获得积分20
2秒前
罗氏集团发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
3秒前
故意的初阳完成签到,获得积分10
3秒前
提拉米草完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
时尚凝冬发布了新的文献求助10
4秒前
JHL完成签到,获得积分10
4秒前
YY完成签到,获得积分10
4秒前
WW发布了新的文献求助10
4秒前
和谐的友梅应助Xsterm采纳,获得10
4秒前
4秒前
爱看文献发布了新的文献求助10
5秒前
123完成签到,获得积分10
5秒前
as完成签到,获得积分10
5秒前
nkcyn发布了新的文献求助10
6秒前
自然青柏发布了新的文献求助10
6秒前
大模型应助gerrard采纳,获得10
6秒前
火星上芹菜完成签到,获得积分10
7秒前
wait完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
小葡萄完成签到,获得积分10
7秒前
张帆远航完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
li发布了新的文献求助10
8秒前
大方小小完成签到,获得积分10
8秒前
xuan发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
心好塞发布了新的文献求助10
10秒前
灵巧蓉完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
无极微光应助日桉采纳,获得20
11秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
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 7148338
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8794690
关于积分的说明 18586162
捐赠科研通 6743993
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3158605
关于科研通互助平台的介绍 2290209
邀请新用户注册赠送积分活动 2133069