山东大学「国家杰青」,联手湖大/伦敦大学学院,最新Nature Communications!

学术   2024-10-01 13:48   广东  
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研究概述
逆水煤气变换(RWGS)反应被认为是通过将CO2大规模转化为合成气来缓解全球变暖的有前景的途径,但对于非铜(Cu)-基催化剂来说,打破活性和选择性之间的平衡仍然具有挑战性。

基于此,2024年9月27日,山东大学贾春江教授、湖南大学马超教授、伦敦大学学院Feng Ryan Wang(王峰)教授在国际顶级期刊Nature Communications发表题为《Hydroxylated TiO2-induced high-density Ni clusters for breaking the activity-selectivity trade-off of CO2 hydrogenation》的研究论文。
在此,作者通过Ni和-OH的强相互作用,相对较高负载的Ni物种高度分散在羟基化的TiO2上,从而在逆水煤气变换反应过程中,诱导在锐钛矿型TiO2上形成丰富且稳定的Ni团簇(约1 nm)。

这种Ni团簇/TiO2催化剂,同时具有高CO2转化率和高CO选择性。

综合表征和理论计算表明,Ni团簇/TiO2界面具有强CO2活化能力和弱CO吸附能力,这是其独特催化性能的原因。

这项工作阐明了逆水煤气变换反应的活性与选择性权衡,并强调了表面金属-OH相互作用的重要性。
图文解读
图1:催化剂的结构演变
图2:CO2加氢的催化性能
图3:Ni/TiO2催化剂的界面结构
文献信息
Wang, CX., Liu, HX., Gu, H.et al. Hydroxylated TiO2-induced high-density Ni clusters for breaking the activity-selectivity trade-off of CO2 hydrogenation. Nat. Commun. 15, 8290 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-52547-4.
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