Doping of Nanostructured Co3O4 with Cr, Mn, Fe, Ni, and Cu for the Selective Oxidation of 2-Propanol

催化作用 吸附 材料科学 过渡金属 氧气 程序升温还原 金属 无机化学 氧化物 化学 物理化学 冶金 生物化学 有机化学
作者
Tobias Falk,Eko Budiyanto,Maik Dreyer,Julia Büker,Claudia Weidenthaler,Malte Behrens,Harun Tüysüz,Martin Muhler,Baoxiang Peng
出处
期刊:ACS applied nano materials [American Chemical Society]
卷期号:5 (12): 17783-17794 被引量:4
标识
DOI:10.1021/acsanm.2c03757
摘要

A series of transition-metal-substituted (M = Cr, Mn, Fe, Ni, Cu) ordered mesoporous cobalt oxide catalysts were synthesized via nanocasting method using KIT-6 silica as a hard template. While the pristine Co3O4 formed as a perfect replication of KIT-6, metal substitution resulted in less ordered and smaller domains of the replica oxides. The catalysts were applied in the selective oxidation of 2-propanol in the gas phase to reveal the role of the systematic metal substitution. Cu and Ni substitutions were found to be beneficial for the catalytic activity, while Cr, Mn, and Fe substitutions were detrimental. Cofeeding water vapor shifted the onset temperature of 2-propanol conversion to higher temperatures (ΔT = 10–20 K), while a beneficial effect was observed at high temperatures (>260 °C) decreasing deactivation by slowing the reduction of active Co3+ and/or reducing coke deposition. The activity scaled with the reducibility of the catalysts probed by H2 temperature-programmed reduction with the positive effect of a higher reducibility, indicating the crucial role of oxygen activation during 2-propanol oxidation at the gas–solid interface. 2-Propanol activation probed by adsorption/desorption experiments monitored by diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy showed a weakening of the interaction and changing of the adsorption mode from dissociative to molecular adsorption following the periodic table from Cr to Cu, suggesting that the activation of 2-propanol plays a minor role compared with oxygen activation. Fe-substituted Co3O4 was the least active catalyst due to the decrease of the number of active Co3+ sites.

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
chenchen发布了新的文献求助10
刚刚
BABY五齿完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
RX信完成签到,获得积分10
1秒前
酷酷的盼海完成签到,获得积分10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
晴天发布了新的文献求助10
5秒前
Itsccy完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
日月完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
求助人员发布了新的文献求助10
7秒前
天天快乐应助LL采纳,获得10
7秒前
Lingdongmei发布了新的文献求助30
8秒前
linus发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
9秒前
ye发布了新的文献求助30
9秒前
森水垚完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
勇敢的小章鱼完成签到,获得积分20
11秒前
12秒前
英姑应助asda采纳,获得10
12秒前
12秒前
13秒前
科研通AI6应助齐婷婷采纳,获得10
13秒前
King发布了新的文献求助10
13秒前
森水垚发布了新的文献求助10
13秒前
Itsccy发布了新的文献求助10
13秒前
Chen2436发布了新的文献求助10
14秒前
www完成签到 ,获得积分10
14秒前
自信的易云关注了科研通微信公众号
14秒前
15秒前
sakura发布了新的文献求助10
15秒前
jasmine完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
刘唐荣发布了新的文献求助10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Basic And Clinical Science Course 2025-2026 3000
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
人脑智能与人工智能 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
Pharmacology for Chemists: Drug Discovery in Context 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5609955
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4694535
关于积分的说明 14882709
捐赠科研通 4720767
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2544982
邀请新用户注册赠送积分活动 1509819
关于科研通互助平台的介绍 1473013