Elucidating the Nature of Fe Species during Pyrolysis of the Fe-BTC MOF into Highly Active and Stable Fischer–Tropsch Catalysts

热解 费托法 催化作用 碳化物 材料科学 分解 烧结 金属有机骨架 化学工程 大气温度范围 碳纤维 产量(工程) 化学 冶金 有机化学 吸附 复合数 复合材料 物理 气象学 工程类 选择性
作者
Tim A. Wezendonk,Vera P. Santos,Maxim Nasalevich,Quirinus S. E. Warringa,A. Iulian Dugulan,Adam Chojecki,Ard C. J. Koeken,Matthijs Ruitenbeek,Garry R. Meima,Husn-Ubayda Islam,Gopinathan Sankar,Michiel Makkee,Freek Kapteijn,Jorge Gascón
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:6 (5): 3236-3247 被引量:222
标识
DOI:10.1021/acscatal.6b00426
摘要

In this combined in situ XAFS, DRIFTS, and Mössbauer study, we elucidate the changes in structural, electronic, and local environments of Fe during pyrolysis of the metal organic framework Fe-BTC toward highly active and stable Fischer–Tropsch synthesis (FTS) catalysts (Fe@C). Fe-BTC framework decomposition is characterized by decarboxylation of its trimesic acid linker, generating a carbon matrix around Fe nanoparticles. Pyrolysis of Fe-BTC at 400 °C (Fe@C-400) favors the formation of highly dispersed epsilon carbides (ε′-Fe2.2C, dp = 2.5 nm), while at temperatures of 600 °C (Fe@C-600), mainly Hägg carbides are formed (χ-Fe5C2, dp = 6.0 nm). Extensive carburization and sintering occur above these temperatures, as at 900 °C the predominant phase is cementite (θ-Fe3C, dp = 28.4 nm). Thus, the loading, average particle size, and degree of carburization of Fe@C catalysts can be tuned by varying the pyrolysis temperature. Performance testing in high-temperature FTS (HT-FTS) showed that the initial turnover frequency (TOF) of Fe@C catalysts does not change significantly for pyrolysis temperatures up to 600 °C. However, methane formation is minimized when higher pyrolysis temperatures are applied. The material pyrolyzed at 900 °C showed longer induction periods and did not reach steady state conversion under the conditions studied. None of the catalysts showed deactivation during 80 h time on stream, while maintaining high Fe time yield (FTY) in the range of 0.19–0.38 mmolCO gFe–1 s–1, confirming the outstanding activity and stability of this family of Fe-based FTS catalysts.
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
刚刚
刚刚
1秒前
李健应助端庄的白开水采纳,获得10
2秒前
王线性完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
lin发布了新的文献求助10
5秒前
好好完成签到,获得积分10
5秒前
kxdr发布了新的文献求助10
5秒前
要减肥的念双完成签到 ,获得积分10
6秒前
炸鸡发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
如意枫叶发布了新的文献求助10
8秒前
个性的荆完成签到,获得积分10
10秒前
常温可乐发布了新的文献求助10
13秒前
傅取完成签到,获得积分10
13秒前
Juli发布了新的文献求助10
13秒前
英俊的铭应助tly采纳,获得10
15秒前
李健的粉丝团团长应助Tail采纳,获得10
16秒前
18秒前
秋子david发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
合适青槐完成签到 ,获得积分10
20秒前
归尘发布了新的文献求助10
22秒前
15178699330完成签到,获得积分20
23秒前
23秒前
ChenGY完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
天天快乐应助去看海吧采纳,获得10
25秒前
25秒前
小马甲应助Nina采纳,获得10
26秒前
炸鸡完成签到,获得积分10
26秒前
29秒前
29秒前
29秒前
科研通AI6.2应助Horizon采纳,获得10
29秒前
tly发布了新的文献求助10
29秒前
29秒前
高分求助中
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Organic Reactions Volume 118 400
A Foreign Missionary on the Long March: The Unpublished Memoirs of Arnolis Hayman of the China Inland Mission 400
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 6466412
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8272978
关于积分的说明 17639379
捐赠科研通 5541109
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2907941
邀请新用户注册赠送积分活动 1884894
关于科研通互助平台的介绍 1732913