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Regulating the Interfacial Synergy of Ni/Ga2O3 for CO2 Hydrogenation toward the Reverse Water–Gas Shift Reaction
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2021-03-02 , DOI: 10.1021/acs.iecr.0c05495 Jin Gong 1 , Mingyu Chu 1 , Wenhao Guan 1 , Yu Liu 1 , Qixuan Zhong 1 , Muhan Cao 1 , Yong Xu 1, 2
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2021-03-02 , DOI: 10.1021/acs.iecr.0c05495 Jin Gong 1 , Mingyu Chu 1 , Wenhao Guan 1 , Yu Liu 1 , Qixuan Zhong 1 , Muhan Cao 1 , Yong Xu 1, 2
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The reverse water–gas shift (RWGS) reaction is a critical step for adjusting the CO/H2 ratio in crude syngas via CO2 hydrogenation in the chemical industry. Generally, the conditioning of syngas competitively occurs in two different reaction pathways at a moderate temperature range (350–450 °C), such as RWGS (CO2 + H2 → CO + H2O) and methanation (CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O). In this study, we demonstrate that the interfacial synergy of Ni/Ga2O3 can boost selective CO2 hydrogenation to CO (CO selectivity >95%) in the temperature range of 350–450 °C. Detailed investigations indicate that the interfacial synergy of the Ni/Ga2O3 interface significantly influences the adsorption of H2 and CO2 and thus leads to the formation of different intermediates and products. In particular, *HCOO is preferentially formed on the Ni surface, which is further hydrogenated into CH4 and H2O. By contrast, the Ni/Ga2O3 interface favors the formation of CO with the assistance of H2. This study not only provides a highly selective catalyst for the RWGS reaction during CO2 hydrogenation but also promotes research on surface modification of catalysts for enhanced activity and selectivity.
中文翻译：
调节Ni/Ga 2 O 3的界面协同作用，促进CO 2加氢以实现逆水气变换反应
逆水煤气变换 (RWGS) 反应是化学工业中通过 CO 2加氢调节粗合成气中CO/H 2比的关键步骤。通常，合成气的调节在中等温度范围 (350–450 °C) 的两种不同反应途径中竞争性地发生，例如 RWGS (CO 2 + H 2 → CO + H 2 O) 和甲烷化 (CO 2 + 4H 2 → CH 4 + 2H 2 O)。在这项研究中，我们证明了 Ni/Ga 2 O 3的界面协同作用可以提高选择性 CO 2在 350–450 °C 的温度范围内加氢生成 CO（CO 选择性 >95%）。详细研究表明，Ni/Ga 2 O 3界面的界面协同作用显着影响H 2和CO 2的吸附，从而导致形成不同的中间体和产物。特别是，*HCOO优先在Ni表面形成，进一步氢化成CH 4和H 2 O。相比之下，Ni/Ga 2 O 3界面有利于在H 2的帮助下形成CO 。该研究不仅为 CO 2过程中的 RWGS 反应提供了一种高选择性催化剂 加氢，但也促进了催化剂表面改性的研究，以提高活性和选择性。
更新日期：2021-03-02
中文翻译：
调节Ni/Ga 2 O 3的界面协同作用，促进CO 2加氢以实现逆水气变换反应
逆水煤气变换 (RWGS) 反应是化学工业中通过 CO 2加氢调节粗合成气中CO/H 2比的关键步骤。通常，合成气的调节在中等温度范围 (350–450 °C) 的两种不同反应途径中竞争性地发生，例如 RWGS (CO 2 + H 2 → CO + H 2 O) 和甲烷化 (CO 2 + 4H 2 → CH 4 + 2H 2 O)。在这项研究中，我们证明了 Ni/Ga 2 O 3的界面协同作用可以提高选择性 CO 2在 350–450 °C 的温度范围内加氢生成 CO（CO 选择性 >95%）。详细研究表明，Ni/Ga 2 O 3界面的界面协同作用显着影响H 2和CO 2的吸附，从而导致形成不同的中间体和产物。特别是，*HCOO优先在Ni表面形成，进一步氢化成CH 4和H 2 O。相比之下，Ni/Ga 2 O 3界面有利于在H 2的帮助下形成CO 。该研究不仅为 CO 2过程中的 RWGS 反应提供了一种高选择性催化剂 加氢，但也促进了催化剂表面改性的研究，以提高活性和选择性。
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