Synergistic Roles of Hexagonal Boron Nitride-Supported Cu0 and Cu+ Species in Dehydrogenation of Ethanol to Acetaldehyde: A Computational Mechanistic Study

脱氢 烧结 催化作用 乙醛 化学 密度泛函理论 键裂 无机化学 结晶学 光化学 乙醇 计算化学 有机化学
作者
Fan Tang,Wen‐Cui Li,Dongqi Wang,An‐Hui Lu
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:127 (23): 11014-11025 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.3c00758
摘要

Copper-based catalysts have been widely used in the dehydrogenation of ethanol to acetaldehyde due to their high activity. However, the inhibition of sintering and the identification of active sites remain challenging. In this work, by means of periodic density functional theory calculations, the catalytic mechanism is reported at the molecular level. The strong metal–support interaction between Cu 3d orbitals and O 2p orbitals and the electron transfer determine the high stability of copper clusters supported on h-BN. The enhancement of the interfacial interaction (binding energies of −11.0 and −12.5 eV on Cu+/BN and Cu0/BN, respectively) resists the sintering of copper clusters and benefits the retention of their active states. The free energy barriers to the C–H bond cleavage are 1.20, 0.90, and 0.53 eV on Cu(111), Cu0/BN, and Cu+/BN, respectively, and the barriers to the dihydrogen formation are 0.42, 1.51, and 2.36 eV, respectively. The results show the promotion of the d-band in the supported Cu+ and Cu0 species and introduce a synergistic effect of the two species, with Cu+ participating in the dehydrogenation of ethanol to acetaldehyde and Cu0 in the formation of H2. This work explains the origin of the resistance of h-BN-supported copper clusters against their sintering and identifies the synergistic roles of the Cu+ and Cu0 species in ethanol dehydrogenation This knowledge is expected to contribute to the rational design of heterogeneous copper-based catalysts for efficient ethanol dehydrogenation.
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
浮梦完成签到,获得积分10
刚刚
Jiang完成签到 ,获得积分10
刚刚
Ninomae完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
Prime发布了新的文献求助10
4秒前
稻草人完成签到,获得积分10
5秒前
xuxieyu完成签到,获得积分10
6秒前
彭于晏完成签到,获得积分10
6秒前
enterdawn完成签到,获得积分10
6秒前
yar应助缓慢雅青采纳,获得10
6秒前
瓶子完成签到 ,获得积分10
8秒前
kilig完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
12秒前
12秒前
Sudon完成签到 ,获得积分10
12秒前
Hello应助心灵美凌丝采纳,获得10
13秒前
一蓑烟雨任平生应助Prime采纳,获得10
14秒前
Lucy完成签到,获得积分10
14秒前
个性的紫菜应助lenry采纳,获得30
14秒前
乂则断完成签到,获得积分20
15秒前
15秒前
赘婿应助ExtroGod采纳,获得10
15秒前
xujiexin发布了新的文献求助30
16秒前
lenka完成签到,获得积分10
16秒前
WW发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
yanmengzhen完成签到 ,获得积分10
17秒前
李健的小迷弟应助垚祎采纳,获得10
18秒前
Sophia完成签到,获得积分10
19秒前
完美世界应助Kiki采纳,获得10
19秒前
yyymmma发布了新的文献求助10
20秒前
执念完成签到 ,获得积分10
22秒前
22秒前
Mortal完成签到,获得积分10
22秒前
Prime完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
高分求助中
Licensing Deals in Pharmaceuticals 2019-2024 3000
Effect of reactor temperature on FCC yield 2000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 1020
Impiego dell’associazione acetazolamide/pentossifillina nel trattamento dell’ipoacusia improvvisa idiopatica in pazienti affetti da glaucoma cronico 900
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
錢鍾書楊絳親友書札 600
Geochemistry, 2nd Edition 地球化学经典教科书第二版,不要epub版本 431
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 3295341
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2931333
关于积分的说明 8451549
捐赠科研通 2603916
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1421479
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 660864
邀请新用户注册赠送积分活动 643883