Design of Effective Catalysts for Selective Alkyne Hydrogenation by Doping of Ceria with a Single-Atom Promotor

化学 催化作用 异构化 乙炔 掺杂剂 炔烃 密度泛函理论 离解(化学) Atom(片上系统) 兴奋剂 光化学 计算化学 组合化学 物理化学 有机化学 材料科学 嵌入式系统 光电子学 计算机科学
作者
Christopher Riley,Shulan Zhou,Deepak Kunwar,Andrew De La Riva,Eric J. Peterson,Robin Payne,Liye Gao,Sen Lin,Hua Guo,Abhaya K. Datye
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:140 (40): 12964-12973 被引量:249
标识
DOI:10.1021/jacs.8b07789
摘要

Since the discovery that ceria is an active catalyst for selective hydrogenation of alkynes, there has been much debate on the catalytic mechanism. In this work, we propose, based on density functional theory (DFT) investigations, a mechanism that involves the heterolytic dissociation of H2 at oxygen vacancies of CeO2(111), facilitated by frustrated Lewis pairs consisting of spatially separated O and Ce sites. The resulting O-H and Ce-H species effectively catalyze the hydrogenation of acetylene, avoiding the overstabilization of the C2H3* intermediate in a previously proposed mechanism. On the basis of our mechanism, we propose the doping of ceria by Ni as a means to create oxygen vacancies. Interestingly, the Ni dopant is not directly involved in the catalytic reaction, but serves as a single-atom promoter. Experimental studies confirm the design principles and demonstrate much higher activity for Ni-doped ceria in selective hydrogenation of acetylene. The combined results from DFT calculations and experiment provide a basis to further develop selective hydrogenation catalysts based on earth-abundant materials.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
遇晨完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
繁荣的凡完成签到 ,获得积分10
1秒前
快乐的大傻完成签到,获得积分10
1秒前
麒麟发布了新的文献求助10
1秒前
青藤发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
huweisheng发布了新的文献求助30
2秒前
认真雅阳发布了新的文献求助30
3秒前
3秒前
3秒前
彭于晏应助Literaturecome采纳,获得10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
Orange应助嘻嘻采纳,获得10
5秒前
王冠军完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
molihuakai应助高高惮采纳,获得10
6秒前
JZ完成签到,获得积分10
6秒前
重要傥完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
zzt发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
安南发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
weotao举报聂1111求助涉嫌违规
9秒前
脑洞疼应助Wellbeing采纳,获得10
10秒前
yk发布了新的文献求助10
10秒前
背后正豪完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
violet应助舒克采纳,获得10
11秒前
lee发布了新的文献求助10
11秒前
_a关注了科研通微信公众号
11秒前
喜悦的新竹完成签到,获得积分10
11秒前
搞怪的小虾米完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
A Case Study on Hotels as Noncongregate Emergency Living Accommodations for Returning Citizens 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7757478
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9303903
关于积分的说明 20277031
捐赠科研通 7341085
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3311964
关于科研通互助平台的介绍 2462690
邀请新用户注册赠送积分活动 2325631