Shape-shifting nanoparticles on a perovskite oxide for highly stable and active heterogeneous catalysis

催化作用 材料科学 纳米颗粒 氧化物 粒子(生态学) 钙钛矿(结构) 耐久性 化学工程 表面能 理论(学习稳定性) 反应性(心理学) 纳米技术 复合材料 化学 计算机科学 冶金 医学 病理 工程类 生物化学 替代医学 地质学 机器学习 海洋学
作者
Yo Han Kim,Youngho Kang,Seungyeon Jo,Hyeongwon Jeong,Dragos Neagu,Jae‐ha Myung
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:441: 136025-136025 被引量:25
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.136025
摘要

• A titanate-based perovskite oxide was designed to achieve and control exsolution. • Controlled exsolution induces shape-shifting of Ni, stabilizing surface/interface. • Shape-shifted Ni catalyst exhibited high CH 4 conversion activity above 94%@800 °C. • The performance retained ∼ 98% of the initial activity after 390 h. • Shape-shifting enhances durability of catalyst by tuning coking behavior. Controlling the geometric shape of nano-catalysts plays a key role in maximizing unique properties of the materials. Although shape control of nanoparticles is well known by various preparation methods, still there is no clear case for exsolution. Here we show that the shape of embedded Ni nanoparticles can be changed on exsolution process, by controlling reduction temperature and time. To elucidate and generalize the shape-shifting, we develop a model which describes the equilibrium shape of nanoparticles on support thermodynamically. Our results suggest that there is a thermodynamic driving force for the exsolved nanoparticle to be stabilized into faceted shape with low surface/interface energy, during the particle growth. Through catalytic activity testing, the improved durability of shape-shifted Ni catalysts is confirmed on dry-reforming condition over 390 h, resulting from enhanced interface stability and cocking resistance. This provides theoretical and experimental framework for the shape control of exsolved particle on oxide support, but also for the design of unique catalyst with high stability and reactivity.

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
年轻的钢笔完成签到 ,获得积分10
刚刚
CNS冲应助charint采纳,获得50
1秒前
1秒前
1秒前
研友_VZG7GZ应助曾经的贞采纳,获得10
1秒前
zhtgang完成签到,获得积分10
2秒前
匿名完成签到,获得积分10
2秒前
兴奋孤丝完成签到,获得积分10
2秒前
子偕完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
aabot完成签到,获得积分10
2秒前
科研通AI2S应助TT大美女采纳,获得10
3秒前
大壮完成签到,获得积分10
3秒前
chigga发布了新的文献求助10
3秒前
能干梦芝完成签到,获得积分10
3秒前
wdl完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
大模型应助汤襄采纳,获得10
4秒前
灼灼完成签到,获得积分10
4秒前
和谐碧琴完成签到,获得积分10
4秒前
沐黎完成签到 ,获得积分10
5秒前
饱满的新之完成签到 ,获得积分10
5秒前
Qiao发布了新的文献求助10
5秒前
小西瓜完成签到,获得积分10
5秒前
小海王完成签到,获得积分20
6秒前
ivying0209完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
忧郁绫完成签到,获得积分10
7秒前
嘟嘟雯完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
紧张的天亦完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
mashuai发布了新的文献求助10
8秒前
四季雪发布了新的文献求助10
8秒前
回眸是明眸完成签到,获得积分10
8秒前
DARLING002完成签到 ,获得积分10
9秒前
ZZZ完成签到 ,获得积分10
9秒前
喜悦的天玉完成签到,获得积分10
10秒前
Ooo完成签到,获得积分10
10秒前
Denz完成签到,获得积分10
11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
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 2000
从k到英国情人 1700
„Semitische Wissenschaften“? 1510
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 5774034
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5615602
关于积分的说明 15434217
捐赠科研通 4906509
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2640270
邀请新用户注册赠送积分活动 1588076
关于科研通互助平台的介绍 1543114