X-ray absorption spectroscopic study of the alumina supported Fe and FeMo catalysts for methane dehydrogenation

催化作用 X射线吸收光谱法 碳化物 材料科学 钼酸盐 脱氢 无机化学 金属 甲烷 吸收光谱法 化学 冶金 有机化学 量子力学 物理
作者
S. Vandana,Frank E. Huggins,Naresh Shah,Sidhartha Pattanaik
出处
期刊:Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena [Elsevier BV]
卷期号:263: 147294-147294
标识
DOI:10.1016/j.elspec.2023.147294
摘要

Nanoscale Fe (5%Fe/Al2O3) and FeMo (4.5%Fe-0.5%Mo/Al2O3) catalysts are prepared by precipitating metal components onto alumina and then reducing in hydrogen at 700 °C for 2 hrs. The catalysts are characterized before and after their exposures to methane at 700 °C, employing ex-situ X-ray absorption spectroscopy (XAS) and X-ray diffraction techniques. XAS data of the as-prepared catalysts shows that, iron precipitates onto alumina as 6L-ferrihydrite, and Mo is present as molybdate (Mo(VI)O42-). The molybdate, which binds the alumina in the as-prepared FeMo catalyst, is partially reduced to MoO2. The reduction of iron to metallic state is incomplete because the ferrous iron binds the alumina, forming hercynite. After several hrs of methane exposure to both the catalysts at 700 °C, a major Fe3C and a graphite phase are observed only in the FeMo catalyst. The observation confirms that the Mo promotes more iron to an active Fe metal, a part of that metal converts to Fe3C and austenite (FexC). Concurrently, the MoO2 converts to Mo-oxycarbide (MoOxCy), the latter then carburize to Mo2C in the FeMo catalyst. The Fe metal, Mo-oxycarbide and metal carbides are mainly responsible for the conversion of methane to H2 and carbon. At reaction temperature > 900 °C, the Mo carbide particles agglomerate, and the excess carbon deposits on this agglomerate leading to catalyst deactivation. The deactivated catalyst is regenerated with CO2 treatment at 1000 °C to restore its initial oxide structure.

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
机灵伊完成签到,获得积分10
刚刚
KEYANKANG完成签到,获得积分10
1秒前
田様应助文艺醉波采纳,获得10
2秒前
wanci应助solar@2030采纳,获得10
4秒前
蓝天应助小雨点采纳,获得10
5秒前
乐乐应助健忘怜雪采纳,获得10
5秒前
yu发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
8秒前
葵花籽完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
独特的青曼完成签到,获得积分10
10秒前
守拙发布了新的文献求助10
10秒前
orixero应助松林采纳,获得10
11秒前
yixi完成签到,获得积分10
12秒前
李健应助大知闲闲采纳,获得10
13秒前
兔兔飞呀完成签到,获得积分10
13秒前
阿拉斯加今天学习了吗完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
yixi发布了新的文献求助10
14秒前
李健应助fan采纳,获得10
15秒前
充电宝应助任性的访旋采纳,获得50
15秒前
小蘑菇应助松林采纳,获得10
15秒前
Jasper应助活泼初雪采纳,获得10
17秒前
18秒前
向前完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
18秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
18秒前
典雅碧空应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
18秒前
Jasper应助科研通管家采纳,获得30
18秒前
桐桐应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
典雅碧空应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
18秒前
脑洞疼应助科研通管家采纳,获得10
19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
Development Across Adulthood 1000
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 660
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6450038
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8262486
关于积分的说明 17603351
捐赠科研通 5513888
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2903200
邀请新用户注册赠送积分活动 1880273
关于科研通互助平台的介绍 1721792