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FeOx Coating on Pd/C Catalyst by Atomic Layer Deposition Enhances the Catalytic Activity in Dehydrogenation of Formic Acid

脱氢 催化作用 原子层沉积 甲酸 X射线光电子能谱 覆盖层 图层(电子) 涂层 化学工程 沉积(地质) 热稳定性 材料科学 无机化学 化学 纳米技术 物理化学 有机化学 古生物学 工程类 生物 沉积物
作者
Junjie Li,Junling Lu
出处
期刊:Chinese Journal of Chemical Physics [Chinese Physical Society]
卷期号:30 (3): 319-324 被引量:4
标识
DOI:10.1063/1674-0068/30/cjcp1703032
摘要

Hydrogen generation from formic acid (FA) has received significant attention. The challenge is to obtain a highly active catalyst under mild conditions for practical applications. Here atomic layer deposition (ALD) of FeOx was performed to deposit an ultrathin oxide coating layer to a Pd/C catalyst, therein the FeOx coverage was precisely controlled by ALD cycles. Transmission electron microscopy and powder X-ray diffraction measurements suggest that the FeOx coating layer improved the thermal stability of Pd nanoparticles (NPs). X-ray photoelectron spectroscopy measurement showed that deposition of FeOx on the Pd NPs caused a positive shift of Pd3d binding energy. In the FA dehydrogenation reaction, the ultrathin FeOx layer on the Pd/C could considerably improve the catalytic activity, and Pd/C coated with 8 cycles of FeOx showed an optimized activity with turnover frequency being about 2 times higher than the uncoated one. The improved activities were in a volcano-shape as a function of the number of FeOx ALD cycles, indicating the coverage of FeOx is critical for the optimized activity. In summary, simultaneous improvements of activity and thermal stability of Pd/C catalyst by ultra-thin FeOx overlayer suggest to be an effective way to design active catalysts for the FA dehydrogenation reaction.
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