当前位置：
X-MOL 学术
›
ACS Appl. Nano Mater.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Tuning the Composition of FeCo Nanoparticle Heating Agents for Magnetically Induced Catalysis
ACS Applied Nano Materials ( IF 5.3 ) Pub Date : 2020-04-01 , DOI: 10.1021/acsanm.0c00444 Julien Marbaix 1 , Nicolas Mille 1 , Lise-Marie Lacroix 1 , Juan M. Asensio 1 , Pier-Francesco Fazzini 1 , Katerina Soulantica 1 , Julian Carrey 1 , Bruno Chaudret 1
ACS Applied Nano Materials ( IF 5.3 ) Pub Date : 2020-04-01 , DOI: 10.1021/acsanm.0c00444 Julien Marbaix 1 , Nicolas Mille 1 , Lise-Marie Lacroix 1 , Juan M. Asensio 1 , Pier-Francesco Fazzini 1 , Katerina Soulantica 1 , Julian Carrey 1 , Bruno Chaudret 1
Affiliation
|
Magnetic heating by nanoparticles has recently been successfully employed in heterogeneous catalysis. In such processes, the maximum temperature that can be reached depends on the Curie temperature (Tc) of the heating material. Here, in order to extend the range of accessible temperatures and consequently the range of possible reactions, to those requiring high temperatures, we developed and fully characterized a series of FeCo nanoparticles containing different concentrations of cobalt, in order to tune their magnetic properties and Tc. Their efficiency is compared to that of iron carbide nanoparticles, which display a lower Tc. Specific absorption rate (SAR) measurements as a function of temperature, performed using a homemade pyrometer-based setup, clearly show that although the heating power of iron carbide nanoparticles is higher at room temperature it decreases more rapidly with temperature than that of iron cobalt nanoparticles, in agreement with their lower Tc. In a showcase, Fe0.5Co0.5 nanoparticles allow, in addition to CO2 hydrogenation, dry reforming of propane and methane, and dehydrogenation of propane, these reactions requiring temperatures of 350 °C, 600 °C, and 700 °C, respectively. Furthermore, the use of Fe0.5Co0.5 nanoparticles is less energy demanding, as it allows carrying out CO2 hydrogenation at lower magnetic fields and at frequencies as low as 100 kHz. Dry reforming of methane and propane were carried out in the presence of a Ni nanoparticle-based catalyst, whereas dehydrogenation of propane required as a catalyst PtSn nanoparticles synthesized through an organometallic route. Fe0.5Co0.5 nanoparticles can therefore be used as universal heating agents allowing reactions to be performed up to ca. 700 °C upon association with the appropriate catalyst.
中文翻译：
调整用于磁感应催化的FeCo纳米粒子加热剂的组成
最近，纳米颗粒的磁性加热已成功地用于非均相催化中。在这样的过程中，可达到的最高温度取决于加热材料的居里温度（T c）。在这里，为了将可达到的温度范围以及由此可能的反应范围扩展到需要高温的温度范围，我们开发并充分表征了一系列含有不同浓度钴的FeCo纳米颗粒，以调节其磁性能和T c。将它们的效率与显示较低T c的碳化铁纳米颗粒的效率进行比较。使用自制的基于高温计的设置进行的比吸收率（SAR）作为温度的函数的测量清楚地表明，尽管碳化铁纳米颗粒的加热功率在室温下较高，但随温度的下降比钴铁纳米颗粒的加热速度更快，与其较低的T c一致。在展示厅中，Fe 0.5 Co 0.5纳米粒子除了可以进行CO 2氢化，丙烷和甲烷的干重整以及丙烷脱氢外，还需要分别进行350°C，600°C和700°C的温度反应。此外，使用Fe 0.5 Co 0.5纳米颗粒对能量的需求较少，因为它允许在较低的磁场和低至100 kHz的频率下进行CO 2氢化。甲烷和丙烷的干重整是在基于镍纳米粒子的催化剂存在下进行的，而丙烷的脱氢则需要通过有机金属途径合成的PtSn纳米粒子作为催化剂。Fe 0.5 Co 0.5纳米粒子因此可以用作通用加热剂，从而使反应进行至约200℃。与适当的催化剂结合后，温度为700°C。
更新日期：2020-04-01
中文翻译：
调整用于磁感应催化的FeCo纳米粒子加热剂的组成
最近，纳米颗粒的磁性加热已成功地用于非均相催化中。在这样的过程中，可达到的最高温度取决于加热材料的居里温度（T c）。在这里，为了将可达到的温度范围以及由此可能的反应范围扩展到需要高温的温度范围，我们开发并充分表征了一系列含有不同浓度钴的FeCo纳米颗粒，以调节其磁性能和T c。将它们的效率与显示较低T c的碳化铁纳米颗粒的效率进行比较。使用自制的基于高温计的设置进行的比吸收率（SAR）作为温度的函数的测量清楚地表明，尽管碳化铁纳米颗粒的加热功率在室温下较高，但随温度的下降比钴铁纳米颗粒的加热速度更快，与其较低的T c一致。在展示厅中，Fe 0.5 Co 0.5纳米粒子除了可以进行CO 2氢化，丙烷和甲烷的干重整以及丙烷脱氢外，还需要分别进行350°C，600°C和700°C的温度反应。此外，使用Fe 0.5 Co 0.5纳米颗粒对能量的需求较少，因为它允许在较低的磁场和低至100 kHz的频率下进行CO 2氢化。甲烷和丙烷的干重整是在基于镍纳米粒子的催化剂存在下进行的，而丙烷的脱氢则需要通过有机金属途径合成的PtSn纳米粒子作为催化剂。Fe 0.5 Co 0.5纳米粒子因此可以用作通用加热剂，从而使反应进行至约200℃。与适当的催化剂结合后，温度为700°C。
京公网安备 11010802027423号