Frustrated Lewis Pairs Boosting Low-Temperature CO2 Methanation Performance over Ni/CeO2 Nanocatalysts

纳米棒 纳米材料基催化剂 甲烷化 催化作用 材料科学 拉曼光谱 密度泛函理论 漫反射红外傅里叶变换 化学工程 吡啶 光化学 化学 纳米技术 计算化学 有机化学 工程类 物理 光催化 光学
作者
Yu Xie,Jianjun Chen,Xi Wu,Junjie Wen,Ru Zhao,Zonglin Li,Guocai Tian,Qiulin Zhang,Ping Ning,Jiming Hao
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:12 (17): 10587-10602 被引量:360
标识
DOI:10.1021/acscatal.2c02535
摘要

Deciphering the relationship between the active-site structure and CO2 methanation mechanism over Ni-based catalysts faces great challenges. Herein, different distributions of frustrated Lewis pair (FLP) structures were precisely fabricated over Ni/CeO2-nanorods, Ni/CeO2-nanocubes, and Ni/CeO2-nanooctahedra to make progress in this issue. Ni/CeO2-nanorods presented the highest possibility for FLP construction among these catalysts due to their CeO2 (110) nature and the steric hindrance between the oxygen vacancy (OV) and hydroxyl species (OH). Compared to other samples with fewer FLPs, FLPs-enriched Ni/CeO2-nanorods showed a significantly higher CO2 conversion (84.2%) and a CH4 productivity of up to 147.1 mmol gcat–1 h–1 with a higher CH4 selectivity (97.8%) even at a temperature as low as 225 °C. As evidenced from systematical ex situ and in situ surface analysis results, this better low-temperature activity along with its acceptable stability was closely associated with the construction of catalytically active FLPs, which could effectively activate and convert CO2 via the cooperation of OV and OH. Also, the in situ (Raman and diffuse-reflectance infrared Fourier transform spectroscopy) analysis combined with density functional theory calculations further demonstrated that the copromotion of the emerged CO* route and formate pathway was responsible for the promising low-temperature (≤225 °C) methanation performance over the FLP-enriched Ni/CeO2-nanorods. Such CO2 activation by FLPs will potentially guide the design of CO2 hydrogenation 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
Jenniful完成签到,获得积分10
1秒前
lpfwhu发布了新的文献求助10
1秒前
1762454767完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
良橼发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
无情心情发布了新的文献求助10
4秒前
周不游完成签到,获得积分10
4秒前
爱吃香蕉的柚子关注了科研通微信公众号
5秒前
咕噜的应助被wnn采纳,获得10
5秒前
5秒前
刘屁屁完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
CHean完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
Ava的应助被xudaniel采纳,获得10
6秒前
含糊的云朵完成签到 ,获得积分10
7秒前
阿尼发布了新的文献求助10
8秒前
山鬼完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
王艺霖发布了新的文献求助10
9秒前
zzq完成签到,获得积分10
9秒前
情怀的应助被lpfwhu采纳,获得10
10秒前
DW的应助被斯文易槐采纳,获得10
10秒前
Orange的应助被粗暴的大门采纳,获得10
10秒前
小熊发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
云溪完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
完美世界的应助被柯瞳w采纳,获得10
12秒前
CodeCraft的应助被Orange采纳,获得10
12秒前
大王发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
在水一方的应助被体贴的雁菱采纳,获得20
13秒前
13秒前
hugeyoung发布了新的文献求助10
13秒前
斯文败类的应助被yangyl采纳,获得10
14秒前
王艺霖完成签到,获得积分20
14秒前
阿尼完成签到,获得积分10
14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
Rosenblum, Global Change Biology 800
自動車の空力技術 800
Biographisches Lexikon der hervorragenden Ärzte der letzten fünfzig Jahre [1880–1930]. Zugleich Fortsetzung des Biographischen Lexikons der hervorragenden Ärzte aller Zeiten und Völker 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Issues in Task-Based Language Teaching 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 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7786230
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9325151
关于积分的说明 20403054
捐赠科研通 7375156
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3321610
关于科研通互助平台的介绍 2469635
邀请新用户注册赠送积分活动 2338269