Mechanism of the Periodic Unsteady-State Water–Gas Shift Reaction on Highly Dispersed Cu-Loaded CeO2 Catalysts

氧化还原 催化作用 水煤气变换反应 化学 反应机理 解吸 吸附 无机化学 半反应 联想代换 反应中间体 光化学 物理化学 有机化学
作者
Ningqiang Zhang,Shinta Miyazaki,Yucheng Qian,Yuan Jing,Takashi Toyao,Ken‐ichi Shimizu
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:13 (13): 8503-8515 被引量:18
标识
DOI:10.1021/acscatal.3c02240
摘要

Kinetic analyses of Ce4+ ↔ Ce3+ redox and CO2/H2 formation for the unsteady-state water–gas shift (WGS) reaction under periodic CO ↔ H2O feeds to Cu/CeO2 catalysts are carried out by in situ/operando ultraviolet–vis and infrared studies at 350 °C. Under CO, the Ce4+–OH species are reduced to produce H2, CO2, and Ce3+–□ (oxygen vacancy). Under the subsequent feed of H2O, Ce3+–□ is reoxidized by H2O to yield H2 and Ce4+–OH species. The rates of Ce4+ reduction/Ce3+ reoxidation are close to those of CO2/H2 formation for various Cu/CeO2 catalysts with different Cu loadings, providing quantitative evidence of the redox-based mechanism of the unsteady-state WGS reaction. Ce3+–□ reoxidation by H2O has a lower apparent barrier than the Ce4+–O reduction step. The H2O-promoted desorption of the adsorbed carbonates is responsible for CO2 formation under H2O. The characterization results suggest that the number of interfacial sites between the CeO2 and Cu species increases with decreasing Cu loading. Turnover frequencies per surface Cu site for the Ce4+ ↔ Ce3+ redox reaction and CO2/H2 formation increase with the number of interface sites. An associative redox mechanism based on the redox reaction between the oxidized state (Cu2+–OH adjacent to Ce4+ and Ce4+–OH) and the reduced state (Cu+–□–Ce3+) is proposed as the main catalytic cycle of the unsteady-state WGS reaction.
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
Lmy发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
万能图书馆应助七七采纳,获得10
2秒前
KK发布了新的文献求助10
3秒前
王一一发布了新的文献求助30
3秒前
鲤鱼笑白完成签到,获得积分10
3秒前
lxlx完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
李恩恩完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
直率的花生完成签到,获得积分20
7秒前
Owen应助平淡茈采纳,获得10
8秒前
任性的冥完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
里卡发布了新的文献求助20
10秒前
10秒前
ll发布了新的文献求助10
10秒前
zhishiyanhua完成签到,获得积分10
11秒前
李健的小迷弟应助zz采纳,获得10
11秒前
依亦然发布了新的文献求助10
12秒前
TZMY完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
sidegate发布了新的文献求助10
15秒前
锦鲤完成签到,获得积分10
15秒前
CodeCraft应助贝利亚采纳,获得10
15秒前
15秒前
16秒前
17秒前
dimensional完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
万能图书馆应助wcuzhl采纳,获得10
22秒前
22秒前
乐乐应助ll采纳,获得10
24秒前
高分求助中
Encyclopedia of Mathematical Physics 2nd edition 888
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Hydropower Nation: Dams, Energy, and Political Changes in Twentieth-Century China 500
Introduction to Strong Mixing Conditions Volumes 1-3 500
Pharmacological profile of sulodexide 400
Optical and electric properties of monocrystalline synthetic diamond irradiated by neutrons 320
共融服務學習指南 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3805375
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3350342
关于积分的说明 10348655
捐赠科研通 3066276
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1683655
邀请新用户注册赠送积分活动 809105
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 765243