Confined Ru Sites in a 13X Zeolite for Ultrahigh H2 Production from NH3 Decomposition

化学 沸石 催化作用 制氢 漫反射红外傅里叶变换 结构精修 分解 路易斯酸 物理化学 结晶学 无机化学 晶体结构 有机化学 光催化
作者
Kwan Chee Leung,Sungil Hong,Guangchao Li,Youdong Xing,Bryan Kit Yue Ng,Ping-Luen Ho,Dongpei Ye,Pu Zhao,Ephraem Tan,Оlga V. Safonova,Tai‐Sing Wu,Molly Meng‐Jung Li,Giannis Mpourmpakis,Shik Chi Edman Tsang
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:145 (26): 14548-14561 被引量:72
标识
DOI:10.1021/jacs.3c05092
摘要

Catalytic NH3 synthesis and decomposition offer a new promising way to store and transport renewable energy in the form of NH3 from remote or offshore sites to industrial plants. To use NH3 as a hydrogen carrier, it is important to understand the catalytic functionality of NH3 decomposition reactions at an atomic level. Here, we report for the first time that Ru species confined in a 13X zeolite cavity display the highest specific catalytic activity of over 4000 h–1 for the NH3 decomposition with a lower activation barrier, compared to most reported catalytic materials in the literature. Mechanistic and modeling studies clearly indicate that the N–H bond of NH3 is ruptured heterolytically by the frustrated Lewis pair of Ruδ+–Oδ− in the zeolite identified by synchrotron X-rays and neutron powder diffraction with Rietveld refinement as well as other characterization techniques including solid-state nuclear magnetic resonance spectroscopy, in situ diffuse reflectance infrared transform spectroscopy, and temperature-programmed analysis. This contrasts with the homolytic cleavage of N–H displayed by metal nanoparticles. Our work reveals the unprecedented unique behavior of cooperative frustrated Lewis pairs created by the metal species on the internal zeolite surface, resulting in a dynamic hydrogen shuttling from NH3 to regenerate framework Brønsted acid sites that eventually are converted to molecular hydrogen.
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
在水一方应助Yinzixin采纳,获得10
刚刚
晨熹发布了新的文献求助10
刚刚
哈哈发布了新的文献求助50
刚刚
所所应助魔幻的访烟采纳,获得10
刚刚
刚刚
1秒前
阳光雨应助zzz采纳,获得10
1秒前
yjh123给香山叶正红的求助进行了留言
2秒前
2秒前
隐形曼青应助WakinLEO采纳,获得10
2秒前
xiaoman发布了新的文献求助10
2秒前
leo发布了新的文献求助10
3秒前
英俊的铭应助张文杰采纳,获得10
3秒前
今后应助121313采纳,获得30
3秒前
JA完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
疏影完成签到,获得积分10
3秒前
姜小猪发布了新的文献求助10
4秒前
cc完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
傅三毒完成签到 ,获得积分10
4秒前
小圆不头大完成签到,获得积分10
4秒前
hong发布了新的文献求助20
5秒前
科研岗发布了新的文献求助10
6秒前
mini昕完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
小罗黑的完成签到,获得积分10
7秒前
伊思发布了新的文献求助10
7秒前
李光辉完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
活力友绿发布了新的文献求助10
8秒前
薛定谔的猫完成签到,获得积分20
8秒前
我是老大应助leo采纳,获得10
8秒前
顾矜应助铁观音采纳,获得10
8秒前
疏影发布了新的文献求助10
9秒前
华仔应助端庄的冰枫采纳,获得10
9秒前
马汉仓发布了新的文献求助10
9秒前
烟花应助qzs采纳,获得10
9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
Geist der Kunst und Kultur 1000
Resistance Spot Welding Dataset for Automobile Body-in-White Quality Analysis 748
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 650
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
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 7396912
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9002856
关于积分的说明 19163266
捐赠科研通 7032341
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3230135
关于科研通互助平台的介绍 2392596
邀请新用户注册赠送积分活动 2211909