Nature Commun:设计横向冷凝催化剂促进乙炔加氢选择性和活性
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。
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横向缩合催化剂(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。
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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。
参考文献
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-z
https://www.nature.com/articles/s41467-024-54784-z
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