Cu2O(100) surface as an active site for catalytic furfural hydrogenation

催化作用 密度泛函理论 糠醛 吸附 离解(化学) 活动站点 化学 分子 物理化学 介孔材料 无机化学 计算化学 有机化学
作者
Jihyeon Lee,Ji Hui Seo,Chinh Nguyen‐Huy,Euiseob Yang,Jun Gyeong Lee,Hojeong Lee,Eun Jeong Jang,Ja Hun Kwak,Jun Hee Lee,Hosik Lee,Kwangjin An
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier BV]
卷期号:282: 119576-119576 被引量:68
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2020.119576
摘要

In order to investigate the major active site of Cu-based catalysts in furfural (FAL) hydrogenation, theoretical calculations were combined with empirical analyses. The adsorption of FAL and H2 on the Cu(111), CuO(100), and Cu2O(100) surfaces was compared based on density functional theory (DFT) calculations. The migration barrier of the dissociatively adsorbed H atoms on different surfaces was also calculated. It is demonstrated that the Cu2O(100) surface has the largest FAL adsorption energy of 1.63 eV and an appropriate Cu‒Cu distance for adsorption and preferential dissociation of the H2 molecule. To correlate the DFT results with catalytic experiments, mesoporous copper oxides (m-CuO) were prepared under controlled reduction conditions. The overall activity of the m-CuO catalysts is determined by the concentration of exposed Cu+. The combined results from DFT calculations and experiments show that Cu2O is a major active species promoting the high activity of FAL hydrogenation.
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