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嵌入式Cu纳米颗粒显著增强甲醇重整制氢催化活性与稳定性

日期: 2025-07-04
浏览次数: 104

来源:X-MOL

通过界面重构方法制备具有特殊榫卯结构的Cu/Zn(Ga)Ox催化剂,其结构特征为Cu纳米粒子嵌入到亚稳态Zn(Ga)Ox基底中,形成稳定的Zn-O-Cu+-Ov-Gaδ+界面位点。Cu/Zn(Ga)Ox催化剂在MSR反应中表现出优异的催化性能,在225 °C下实现了99.3%的甲醇转化率以及124.6 μmol s-1 gcat-1的氢气生成速率,且在400小时内显示出极高的催化稳定性,显著优于先前报道的Cu基催化剂。通过动力学同位素分析、operando/原位光谱学表征(in situ XAFS、in situ FT-IR、TPSR-MS)和理论计算(PDOS分析、MD模拟、DFT计算)相结合的研究手段,揭示了CH3O*和H2O分子在Cu+−Ov界面(本征活性中心)发生活化吸附,促进了催化剂向中间体的电子转移,降低了速率决定步骤(CH3O* → CH2O* + H)和水解离(H2O* → OH-+ H)的反应能垒。随后,CH2O*和OH-发生耦合生成CHxOOH*中间体,然后分解产生CO2和H2。



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