Insights into the Genesis of a Selective and Coke-Resistant MXene-Based Catalyst for the Dry Reforming of Methane

碳化钒 催化作用 碳化物 二氧化碳重整 化学工程 MXenes公司 焦炭 氧化钒 材料科学 甲烷 合成气 化学 纳米技术 冶金 有机化学 工程类
作者
Raj Thakur,Armin VahidMohammadi,J.D. Smith,Megan Hoffman,Jorge Moncada,Majid Beidaghi,Carlos A. Carrero
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:10 (9): 5124-5134 被引量:54
标识
DOI:10.1021/acscatal.0c00797
摘要

We report the use of a multilayered vanadium carbide MXene (m-V2CTx) as a precursor for a robust oxy-carbide catalyst to convert CH4 and CO2 into syngas via dry reforming of methane (DRM). The in situ generated V2O3–V8C7/m-V2CTx catalyst undergoes a redox (oxidation–carburization) mechanism that results in attractive reactivity, selectivity (H2/CO ratio close to unity), and unprecedented stability (negligible formation of coke). The oxy-carbide species (V2O3 and V8C7) growing in situ under reaction conditions decorate the layers of m-V2CTx and provide a better utilization of V sites in such a way that the resulting V2O3–V8C7/m-V2CTx catalyst exhibits four times higher activity than its bulk counterparts, V2AlC MAX phase and commercial vanadium carbide (VC). These kinetic findings combined with spectroscopy, microscopy, and isotopic labeling experiments reveal that while dehydrating the pristine m-V2CTx, an oxy-carbide (V2O3–V8C7/m-V2CTx) material is produced which oxidizes further in the presence of CO2 to generate additional V2O3 nanocrystals on the surface and in-between the multilayered structure. These oxide particles are further carburized in situ by reaction with CH4 and transforming into V8C7 nanocrystals. This study provides kinetic, structural, and mechanistic insights into the genesis of m-V2CTx as a selective and coke-resistant catalyst for DRM. We foresee m-V2CTx, and MXenes in general, as promising precursors, supports, and/or catalysts for various other catalytic applications at relatively high temperatures (≥500 °C).
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
圈圈完成签到 ,获得积分10
1秒前
研路漫漫发布了新的文献求助10
2秒前
又又妈妈完成签到,获得积分10
2秒前
勤劳糜完成签到,获得积分10
3秒前
科研鸟发布了新的文献求助10
3秒前
无花果应助ZZZ采纳,获得10
3秒前
明天见完成签到 ,获得积分10
4秒前
勤劳糜发布了新的文献求助10
7秒前
甜炸柿子鱼完成签到,获得积分10
11秒前
13秒前
albertchan完成签到,获得积分10
13秒前
明天见发布了新的文献求助10
17秒前
Ning00000完成签到 ,获得积分10
19秒前
渊思发布了新的文献求助10
20秒前
WHITE完成签到,获得积分10
20秒前
Newsweek发布了新的文献求助60
24秒前
诺奖就在前方完成签到,获得积分20
24秒前
24秒前
七一安完成签到 ,获得积分10
25秒前
充电宝应助lyn采纳,获得10
26秒前
揽月yue完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
28秒前
LiXingchen发布了新的文献求助10
29秒前
30秒前
30秒前
30秒前
研友_8DAv0L发布了新的文献求助10
31秒前
Behumble发布了新的文献求助10
32秒前
九敏完成签到,获得积分10
32秒前
lzd完成签到,获得积分10
33秒前
33秒前
福1950完成签到,获得积分10
33秒前
念姬发布了新的文献求助10
34秒前
35秒前
CC完成签到 ,获得积分10
35秒前
Pooh发布了新的文献求助10
35秒前
科研通AI2S应助liuguohua126采纳,获得10
36秒前
37秒前
佳佳应助怕黑向秋采纳,获得10
37秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3966147
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3511567
关于积分的说明 11158912
捐赠科研通 3246169
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1793309
邀请新用户注册赠送积分活动 874321
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804343