Mechanism of CO2conversion to methanol over Cu(110) and Cu(100) surfaces

甲醇 催化作用 格式化 甲酸 离解(化学) 化学 甲醛 反应机理 反应中间体 化学工程 物理化学 有机化学 工程类
作者
Michael D. Higham,Matthew G. Quesne,C. Richard A. Catlow
出处
期刊:Dalton Transactions [Royal Society of Chemistry]
卷期号:49 (25): 8478-8497 被引量:47
标识
DOI:10.1039/d0dt00754d
摘要

Density functional methods are applied to explore the reaction mechanism for CO2 hydrogenation to methanol over low-index Cu surfaces, namely Cu(110) and Cu(100). A detailed reaction network is obtained, examining several different possible mechanistic routes, including methanol formation via formate and hydrocarboxyl bound intermediates, the role of formaldehyde and formic acid as stable intermediary reaction products, as well as exploring the possibility of CO2 dissociation and subsequent hydrogenation of the resultant CO. We find that, in contrast to the dominant Cu(111) facet, the Cu(110) and Cu(100) surfaces facilitate a moderate extent of CO2 activation, which results in lower activation barriers for initial elementary processes involving CO2 hydrogenation and dissociation, opening up reaction pathways considered unfeasible for Cu(111). Consequently, a wider variety of potential mechanistic routes to achieve methanol synthesis is observed and compared to Cu(111), illustrating the essential role of the Cu surface structure in catalytic activity, and providing insights into the mechanism of CO2 hydrogenation over Cu-based catalysts. In providing a thorough and detailed exploration of all of the possible mechanistic pathways for CO2 conversion to methanol, the present work represents a reference point for future studies investigating systems representative of the industrial Cu/ZnO catalyst, enabling a clear identification of the limitations of unsupported Cu catalysts, and thus allowing a more complete understanding of the role of the support material.

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
Zephyr发布了新的文献求助30
刚刚
赵永鹏完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
科研渣渣发布了新的文献求助10
刚刚
华仔应助庄冬丽采纳,获得10
1秒前
也无风雨完成签到,获得积分10
1秒前
ww完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
xxxx发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
666发布了新的文献求助10
2秒前
小巍发布了新的文献求助10
2秒前
Khalil发布了新的文献求助10
2秒前
shj完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
埃塞克斯应助牧青采纳,获得10
3秒前
隐形曼青应助牧青采纳,获得80
3秒前
小马甲应助落寞的白易采纳,获得10
3秒前
xuxingxing完成签到,获得积分10
3秒前
情怀应助酷炫的归尘采纳,获得10
4秒前
科研通AI6.4应助zxe采纳,获得30
4秒前
无名完成签到,获得积分0
4秒前
科研通AI6.4应助move采纳,获得10
5秒前
456完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
喜悦不尤完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
魏煜佳完成签到,获得积分10
5秒前
Refuel完成签到,获得积分10
6秒前
QiwenZhao完成签到,获得积分10
6秒前
Inory007完成签到,获得积分10
6秒前
悦己发布了新的文献求助10
6秒前
huang完成签到,获得积分10
6秒前
...发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
科研通AI6.4应助GM采纳,获得10
7秒前
所所应助红柚采纳,获得10
7秒前
7秒前
梦琪发布了新的文献求助20
8秒前
8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
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics: A Practical Guide 600
Research Methods for Applied Linguistics 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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6404867
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8223987
关于积分的说明 17432949
捐赠科研通 5457386
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2883861
邀请新用户注册赠送积分活动 1860087
关于科研通互助平台的介绍 1701425