Tuning the Chemical Properties of Co–Ti3C2Tx MXene Materials for Catalytic CO2 Reduction

MXenes公司 X射线光电子能谱 材料科学 催化作用 纳米颗粒 兴奋剂 金红石 化学状态 化学工程 纳米技术 透射电子显微镜 选择性 化学 有机化学 光电子学 工程类
作者
Jun Ma,Qian Jiang,Yanan Zhou,Wei Chu,Siglinda Perathoner,Chengfa Jiang,Kuang‐Hsu Wu,Gabriele Centi,Yuefeng Liu
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:17 (26) 被引量:49
标识
DOI:10.1002/smll.202007509
摘要

Abstract MXenes, a novel family of 2D materials, are energy materials that have gained considerable attention, particularly for their catalytic applications in emerging areas such as CO 2 and N 2 hydrogenation. Herein, for the first time, it is shown that the surface reducibility of Ti 3 C 2 T x MXene can be tuned by N doping, which induces a change in the catalytic properties of supported Co nanoparticles. Pristine Co–Ti 3 C 2 T x MXene favors CO production during CO 2 hydrogenation, whereas CH 4 production is favored when the MXene is subjected to simple N doping. X‐ray photoelectron spectroscopy and transmission electron microscopy (TEM) reveal that surface rutile TiO 2 nanoparticles appear on the Ti 3 C 2 T x support upon N doping, which interact strongly with the supported Co nanoparticles. This interaction alters the reducibility of the supported Co nanoparticles at the interface with the TiO 2 nanoparticles, shifting the product selectivity from CO to CH 4 . This study successfully showcases a practical strategy, based on surface chemistry modulation of 2D MXenes, for regulating product distribution in CO 2 hydrogenation.
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