Experimental and Theoretical Studies on the Reaction of H2 with NiO: Role of O Vacancies and Mechanism for Oxide Reduction

非阻塞I/O 化学 扩展X射线吸收精细结构 氧化物 氧烷 氧化镍 催化作用 无机化学 吸附 离解(化学) 活化能 分析化学(期刊) 结晶学 物理化学 吸收光谱法 光谱学 生物化学 物理 有机化学 色谱法 量子力学
作者
José A. Rodríguez,Jonathan C. Hanson,Anatoly I. Frenkel,Jae Y. Kim,Manuel Pérez
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:124 (2): 346-354 被引量:360
标识
DOI:10.1021/ja0121080
摘要

Reduction of an oxide in hydrogen is a method frequently employed in the preparation of active catalysts and electronic devices. Synchrotron-based time-resolved X-ray diffraction (XRD), X-ray absorption fine structure (NEXAFS/EXAFS), photoemission, and first-principles density-functional (DF) slab calculations were used to study the reaction of H(2) with nickel oxide. In experiments with a NiO(100) crystal and NiO powders, oxide reduction is observed at atmospheric pressures and elevated temperatures (250-350 degrees C), but only after an induction period. The results of in situ time-resolved XRD and NEXAFS/EXAFS show a direct NiO-->Ni transformation without accumulation of any intermediate phase. During the induction period, surface defect sites are created that provide a high efficiency for the dissociation of H(2). A perfect NiO(100) surface, the most common face of nickel oxide, exhibits a negligible reactivity toward H(2). The presence of O vacancies leads to an increase in the adsorption energy of H(2) and substantially lowers the energy barrier associated with the cleavage of the H-H bond. At the same time, adsorbed hydrogen can induce the migration of O vacancies from the bulk to the surface of the oxide. A correlation is observed between the concentration of vacancies in the NiO lattice and the rate of oxide reduction. These results illustrate the complex role played by O vacancies in the mechanism for reduction of an oxide. The kinetic models frequently used to explain the existence of an induction time during the reduction process can be important, but a more relevant aspect is the initial production of active sites for the rapid dissociation of H(2).
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
初遇之时最暖完成签到,获得积分10
刚刚
Akim应助哈士皮采纳,获得10
刚刚
123发布了新的文献求助10
刚刚
黄柯钦完成签到,获得积分10
刚刚
英俊的一笑完成签到,获得积分10
刚刚
Youngboom完成签到 ,获得积分10
1秒前
你好CDY完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
小二郎应助关你西红柿啊采纳,获得30
1秒前
2秒前
mumuaidafu完成签到 ,获得积分10
2秒前
领导范儿应助甜栗栗子采纳,获得10
2秒前
可爱的函函应助dique3hao采纳,获得10
3秒前
3秒前
jiangjiang完成签到,获得积分10
3秒前
科研小白完成签到,获得积分10
3秒前
辛勤的树叶完成签到,获得积分10
3秒前
changyouhuang完成签到,获得积分10
4秒前
舒心小凡完成签到,获得积分10
4秒前
PQ完成签到,获得积分10
5秒前
迅速道之完成签到,获得积分10
6秒前
洞幺拐完成签到,获得积分20
6秒前
6秒前
WN完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
顾公子完成签到,获得积分10
8秒前
zzzl完成签到,获得积分10
8秒前
hahaha发布了新的文献求助10
9秒前
大俊哥完成签到,获得积分10
9秒前
健壮的蛋挞完成签到,获得积分10
9秒前
YanFeiy发布了新的文献求助10
10秒前
ZJJ静完成签到,获得积分10
10秒前
xiaofeng5838完成签到,获得积分10
10秒前
海棠完成签到 ,获得积分10
10秒前
Simonn29完成签到,获得积分10
10秒前
珊妮完成签到,获得积分10
10秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
10秒前
芷晴完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
CLSI M07 2024 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 7247864
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8870829
关于积分的说明 18713416
捐赠科研通 6926820
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3198086
关于科研通互助平台的介绍 2373850
邀请新用户注册赠送积分活动 2172952