CuFeO2 Integrated with Orderly Stacked Multilamellar ZSM-5 Nanosheets for Highly Active and Selective Synthesis of Aromatics from CO2 Hydrogenation

催化作用 ZSM-5型 化学 组合化学 选择性 材料科学 有机化学 化学工程 沸石 工程类
作者
Yang Cheng,Shujing Li,Han Li,Di Meng,Shuxian Zhang,Ming Qing,Pan Min,Fei Yang,Chengwei Wang,Lei Li,Guangbo Liu,Peng Qin,Chufeng Liu,Hanyao Song,Haozhe Feng,Hao Chen,Jifan Li,Chun-Ling Liu,Noritatsu Tsubaki,Wen‐Sheng Dong
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:15 (17): 15706-15721 被引量:10
标识
DOI:10.1021/acscatal.5c05268
摘要

Direct conversion of CO2 to value-added aromatics using renewable hydrogen is gaining significant attention. However, achieving a high aromatic selectivity at high CO2 conversion remains challenging. Herein, we report a high-performance bifunctional catalyst for CO2 hydrogenation to aromatics, integrating CuFeO2 with orderly stacked multilamellar ZSM-5 nanosheets (ML-ZSM-5), synthesized via a facile and low-cost hydrothermal route. This catalyst achieves a high aromatic selectivity of 68.4 and 31.4% light aromatics (BTX: benzene, toluene, and xylene) selectivity at high CO2 conversion of 59.9%, while minimizing CH4 and CO selectivity to 2.8 and 5.4%, respectively. In situ XRD and DRIFTS analyses reveal that CuFeO2 exhibits a high carburization rate, generating abundant iron carbides and active surface CHx species, leading to the production of abundant long-chain olefin intermediates. The ML-ZSM-5 component, with its orderly multilayered nanosheet structure, exhibits great mass transfer and limited external surface acidity. This facilitates rapid diffusion of both olefin intermediates and aromatics, favorably shifting the equilibrium of CO2 hydrogenation and subsequent aromatization, thereby enhancing CO2 conversion and aromatics selectivity. Meanwhile, the efficient diffusion of hydrogen species away from ML-ZSM-5, coupled with their consumption by CuFeO2 in the CO2-FTS reactions, further enhances hydrogenation activity. Hence, a synergistic, “dual-gear conveyor belt” mechanism between the bifunctional components facilitates highly active and selective hydrogenation of CO2 to aromatics. Furthermore, the limited external surface acidity of ML-ZSM-5 also improves the selectivity of BTX. This work offers a promising route to high-performance bifunctional catalysts for the selective hydrogenation of CO2 to aromatics.
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
Joey发布了新的文献求助10
刚刚
蓝色雪狐发布了新的文献求助10
1秒前
风间琉璃完成签到,获得积分10
2秒前
和谐聋五发布了新的文献求助10
3秒前
梁书豪发布了新的文献求助30
3秒前
Andrew发布了新的文献求助50
3秒前
科研通AI6.4的应助被yofaz采纳,获得10
4秒前
程明完成签到,获得积分10
4秒前
五十万的面包完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
滋达不溜完成签到 ,获得积分10
8秒前
勤恳枕头完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
八百标兵完成签到,获得积分10
12秒前
徐哈哈发布了新的文献求助10
14秒前
内敛诚C完成签到 ,获得积分10
14秒前
CodeCraft的应助被搞怪元彤采纳,获得10
15秒前
李爱国的应助被金金采纳,获得10
16秒前
HapenLIAO发布了新的文献求助10
20秒前
吴一文完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
liyv完成签到 ,获得积分10
21秒前
22秒前
香蕉觅云的应助被FJ采纳,获得10
22秒前
木子完成签到,获得积分10
23秒前
唠叨的访文完成签到,获得积分10
24秒前
adam发布了新的文献求助20
24秒前
25秒前
奶黄包完成签到 ,获得积分10
26秒前
coolru的应助被tianjiu采纳,获得10
26秒前
科研通AI6.4的应助被蓝色雪狐采纳,获得10
26秒前
HapenLIAO完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
27秒前
搞怪元彤发布了新的文献求助10
28秒前
young完成签到 ,获得积分10
29秒前
hotongue发布了新的文献求助30
29秒前
英俊的铭的应助被Andrew采纳,获得50
30秒前
金金发布了新的文献求助10
30秒前
31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
Research Methodology: Best Practices for Rigorous, Credible, and Impactful Research 1000
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
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 7783078
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9322472
关于积分的说明 20389859
捐赠科研通 7371701
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3320531
关于科研通互助平台的介绍 2468607
邀请新用户注册赠送积分活动 2336765