Highly Active MnCoOx Catalyst toward CO Preferential Oxidation

催化作用 近程 化学 X射线吸收精细结构 氧气 质子交换膜燃料电池 活动站点 部分氧化 空间速度 原位 氧化还原 氢氧化物 化学工程 无机化学 一氧化碳 选择性 生物化学 物理 有机化学 量子力学 光谱学 工程类
作者
Jun Yu,Yusen Yang,Meng Zhang,Boyu Song,Yang Han,Si Wang,Zhen Ren,Lei Wang,Pan Yin,Lirong Zheng,Xin Zhang,Min Wei
出处
期刊:ACS Catalysis 卷期号:14 (3): 1281-1291 被引量:7
标识
DOI:10.1021/acscatal.3c04654
摘要

Preferential oxidation of CO (CO-PROX) is an efficient method to eliminate residual CO in the feed stream to avoid Pt poisoning in proton-exchange-membrane fuel cells (PEMFCs), in which the development of high-performance, low-cost catalysts remains a big challenge. Herein, we report highly active spinel-like MnCoOx catalysts derived from layered double hydroxide (LDH) precursors, which are featured with abundant octahedron-distorted lattice oxygen. Impressively, the optimal catalyst MnCoOx-300 achieves the selective and complete removal of CO from a H2-rich stream at 80 °C, within a wide operation temperature window (80–200 °C, matching well with PEMFCs) at a rather high space velocity (80,000 h–1). This performance, to the best of our knowledge, outperforms previously reported non-noble metal catalysts and even exceeds the state-of-the-art CuO/CeO2 system in the CO-PROX technology. A comprehensive investigation based on in situ Raman, in situ XAFS, in situ TPD-Mass, and in situ DRIFTS reveals that the Cooct3+–O2––Mnoct4+ structure in MnCoOx-300 serves as the intrinsic active site that facilitates preferential oxidation: the lattice oxygen participates in the oxidation of CO to produce CO2 and oxygen vacancy (Ov), followed by the replenishment of oxygen species from aerial oxygen (the rate-determining step) to regenerate Cooct3+–O2––Mnoct4+. Isotopic 18O kinetic studies and in situ DRIFTS substantiate that the reaction temperature plays a crucial role in the competitive oxidation of CO vs H2 at the same active site. This work provides a successful paradigm for the design and preparation of transition metal oxide catalysts toward the CO-PROX reaction, which shows potential applications in hydrogen purification for PEMFCs.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
伯赏人杰完成签到,获得积分10
刚刚
科目三应助刘生采纳,获得10
刚刚
传奇3应助嘎嘎嘎嘎采纳,获得10
1秒前
Qxchen发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
丘比特应助chawenxian2025采纳,获得30
3秒前
4秒前
五十一笑声应助遗迹小白采纳,获得300
4秒前
seven发布了新的文献求助10
4秒前
Jadie发布了新的文献求助10
5秒前
一一完成签到,获得积分10
5秒前
彭于晏应助安谢采纳,获得10
6秒前
6秒前
7秒前
穆思柔发布了新的文献求助10
7秒前
LGJ完成签到,获得积分20
8秒前
9秒前
凝云完成签到,获得积分10
9秒前
dora发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
汉堡包应助乐观友菱采纳,获得10
10秒前
ding应助Chb采纳,获得10
11秒前
梓泽丘墟应助rong采纳,获得10
11秒前
zhuchenglu发布了新的文献求助10
11秒前
yoru16完成签到,获得积分10
13秒前
Accept完成签到,获得积分10
13秒前
卷白菜发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
星辰大海应助devil采纳,获得10
14秒前
14秒前
scribble完成签到,获得积分10
15秒前
汉堡包应助TKMY采纳,获得10
16秒前
16秒前
TheMonster完成签到,获得积分10
17秒前
JiaHui发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
学术土狗完成签到,获得积分10
18秒前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
An Introduction to Geographical and Urban Economics: A Spiky World Book by Charles van Marrewijk, Harry Garretsen, and Steven Brakman 600
Diagnostic immunohistochemistry : theranostic and genomic applications 6th Edition 500
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 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 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3152625
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2803842
关于积分的说明 7855937
捐赠科研通 2461519
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1310346
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 629199
版权声明 601782