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祝贺蔡中杰(2018级硕士研究生)在ACS Catalysis期刊发表论文!
发布时间:2021-02-07

论文信息:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c03372

In2O3基催化剂由于其独特的催化性质在二氧化碳催化转化中具有广泛的应用,其优异的活性与稳定性归因于表面丰富的氧空位对惰性二氧化碳的吸附与活化。大量研究表明负载活性金属PdIn2O3载体上能显著增加其表面的氧空位浓度并进一步提高催化活性。已有研究报道InPd合金相与In2O3的协同作用是二氧化碳加氢制甲醇活性位点,但是金属PdIn2O3之间的金属-载体相互作用对二氧化碳加氢反应的作用机理尚不清楚。

由于MOFs材料具有化学组分/空间结构多样性、高比表面积和丰富孔结构,可作为一种优异的催化剂活性组分或者催化剂载体材料。例如将InMOF作为牺牲模板,通过调控合成路径制备出具有不同形貌与结构的In2O3,进而可探索金属Pd-In2O3之间的相互作用对二氧化碳加氢反应的作用机理。

厦门大学黄加乐副教授等通过改变在Pd颗粒负载在MIL-68(In)上的合成顺序得到两种不同结构的催化剂。其中焙烧处理可获得具有特定空心管形貌的In2O3载体。对比两类催化剂在二氧化碳加氢反应中的活性与稳定性,发现将Pd颗粒负载在具有中空管状结构In2O3表面所制备的催化剂具有最好的催化活性。在反应条件为3.0 MPa下,235 oC时,反应选择性为100%;在295 oC时,甲醇选择性高达72.4%,此时甲醇的时空产率为0.53g gMeOH h-1 gcat-1,同时经过100 h稳定测试后活性几乎没有下降。经过一系列表征并结合原位红外与DFT计算,认为在反应过程中催化剂表面会形成稳定的Pd2+-In2O3活性界面。Pd2+的形成源于管状In2O3的曲面结构与反应过程中CO2与水的氧化作用。在反应100 hPd的粒径大小与分散度几乎没有改变。