Oxygen vacancy engineering by La-incorporation into Co3O4 matrix for boosting catalytic oxidation of vinyl chloride: experimental and DFT evidences

催化作用 化学 氧气 价(化学) 催化氧化 无机化学 氧化还原 密度泛函理论 过渡金属 镧 金属 多相催化 吸附 物理化学 空位缺陷 部分氧化 色散(光学) 吸附 化学工程 纳米笼 尖晶石 氧化态 自动氧化 铈 氯乙烯 活化能 氯化物 氧化物 苯胺 再分配(选举) 光化学
作者
Hongliang Zhang,Haijie Cao,Guanghao Li,Valérie Meille,Sonia Gil,Chuanhui Zhang
出处
期刊:Journal of Catalysis [Elsevier BV]
卷期号:453: 116524-116524 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.jcat.2025.116524
摘要

• ZIF-67 sacrificial template enables homogeneous dispersion of La dopants. • La incorporation improves redox properties and promotes oxygen vacancy formation. • In-situ DRIFT measurements identify key intermediates in catalytic vinyl chloride oxidation. • DFT calculations reveal the electronic structure modulation and oxygen activation facilitation. The development of high-performance transition metal oxides catalysts is one of the promising topics in the application field of chlorinated volatile organic pollutants abatement. Herein, La-incorporated Co 3 O 4 catalysts with variable lanthanum contents were prepared by using ZIF-67 as the sacrificial template, giving rise to successful oxygen vacancies engineering and the construction of a hollow-cage structure. Experimental results revealed that La-incorporation into Co 3 O 4 structure remarkably improved the catalytic activity for vinyl chloride (VC) oxidation with a close dependence on the lanthanum content. Among all catalysts, 5La-Co (the molar ratio of La in the total metal was 5 %) exhibited an optimal catalytic activity achieving 90 % of VC conversion at 276 °C in comparison with the pristine Co 3 O 4 (0La-Co in this work) at 290 °C. Moreover, this catalyst presented an adequately high catalytic stability under complex humid conditions. Characterization results and DFT calculations revealed the modulation of the intrinsic electronic structure and spinel lattice parameters on the Co 3 O 4 matrix by La incorporation, leading to the valence states redistribution of Co 3+ /Co 2+ , more oxygen vacancy generation originating from the lower formation energy (1.86 eV), and more abundant surface oxygen species originating from the lower gas-phase oxygen adsorption energy (−1.59 eV). All these properties enabled the observable catalytic activity enhancement of La-incorporated Co 3 O 4 catalysts. In addition, the formation of enol groups and carboxylic acid as key organic intermediates during the VC oxidation process was highlighted by the in-situ DRIFT spectroscopy. The more plentiful surface oxygen species available on La-incorporated Co 3 O 4 catalyst surface were favorable to the formation and further oxidation of these organic intermediates.
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
怕孤独的鹭洋完成签到,获得积分10
刚刚
mochaff发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
3秒前
DW的应助被XL采纳,获得10
5秒前
云苏音完成签到,获得积分10
6秒前
zhixian完成签到,获得积分10
8秒前
10秒前
橙啊程完成签到 ,获得积分10
10秒前
7分运气完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
hhhh发布了新的文献求助10
20秒前
ting发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
小方汪汪汪完成签到,获得积分10
22秒前
王雨然发布了新的文献求助10
25秒前
28秒前
太吾墨完成签到,获得积分10
29秒前
33秒前
Ez4Y发布了新的文献求助10
33秒前
hhhh完成签到,获得积分20
35秒前
zz完成签到,获得积分10
35秒前
hgwns完成签到,获得积分10
35秒前
37秒前
碧蓝一德发布了新的文献求助10
38秒前
李健的应助被孝顺的雁芙采纳,获得10
39秒前
42秒前
CodeCraft的应助被Ez4Y采纳,获得10
42秒前
心雨发布了新的文献求助30
42秒前
刘谦益发布了新的文献求助10
46秒前
47秒前
小白完成签到 ,获得积分10
48秒前
李Tt完成签到 ,获得积分10
48秒前
王雨然完成签到,获得积分20
50秒前
梅梅超勇敢完成签到,获得积分10
52秒前
cc完成签到,获得积分10
53秒前
54秒前
烦烦烦发布了新的文献求助10
55秒前
刘谦益完成签到,获得积分10
56秒前
57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
自動車の空力技術 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 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 7783330
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9322688
关于积分的说明 20391147
捐赠科研通 7372061
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3320669
关于科研通互助平台的介绍 2468687
邀请新用户注册赠送积分活动 2336896