Nat. Commun.：理性设计侧向浓缩催化剂促进乙炔加氢选择性和活性
学术
2024-12-22 21:28
上海
未来的碳管理策略需要以元素形式储存，通过一系列的二氧化碳氢化反应来实现。氢通过脱氢从分子中间体中回收，副产物乙炔选择性氢化成乙烯。现有的Pd合金气体净化催化剂在浓缩饲料中表现不佳，因此需要开发新概念。有鉴于此，马克斯·普朗克弗里茨·哈伯研究所Katarzyna Skorupska、Robert Schlögl等报道通过模拟揭示了Pd:C固溶体的具有的优越选择性，优化了化学吸附能并排除了亚表面氢化物，用模型薄膜验证。要点1. 从传统催化剂中推导出的多种设计准则有助于合成自修复的Pd:C侧向浓缩催化剂（LCC）体系。在设计的SiO2缓冲层上制备Pd层，能够控制反应界面、亚表面层的体积、向缓冲层扩展的功能界面。通过Operando显微光谱监控供能和性质。要点2. 这种催化剂的设计表明，催化剂的乙烯产率达到100 kmolC2H4/gPd/h，催化活性可重复，性能与现有催化剂进行比较。通过光伏沉积技术，验证了能够在载体上扩展，从而节约了金属，验证性的实验设计证明了LCC方法具有改进的潜力。Li, Z., Öztuna, E., Skorupska, K.et al. Rationally designed laterally-condensed-catalysts deliver robust activity and selectivity for ethylene production in acetylene hydrogenation, Nat Commun 15, 10660 (2024).DOI: 10.1038/s41467-024-54784-zhttps://www.nature.com/articles/s41467-024-54784-z
