负载型铜催化剂广泛应用在化学工业中。然而,氧化状态对铜基催化剂的影响,以及这些影响与铜颗粒粒径大小的关系仍然不清楚。
有鉴于此,荷兰乌得勒支大学Petra E. de Jongh报道了制备了一系列Cu粒径在3~14 nm之间的负载型Cu催化剂,研究了粒径对乙酸乙酯的加氢反应的影响。
文章要点
1)在180~210 ℃,30 bar压力下,当Cu粒径从2 nm增加到10 nm时,表面归一化活性增加约4倍,而对于10 nm以上的Cu颗粒,表面归一化活性趋于恒定,表明Cu催化加氢反应对Cu表面结构的敏感性较弱。
2)反应的表观活化能在94 kJ mol-1左右,表明活性中心与尺寸无关,而在10 nm以下的Cu颗粒,活性中心的丰度随着Cu颗粒的增大而增加。研究发现,铜颗粒粒径在6 nm左右时,铜的归一化活性达到最大,在本征活性和有效表面积之间提供了最佳的平衡。
Rolf Beerthuis, et al, Particle Size Effects in Copper-Catalyzed Hydrogenation of Ethyl Acetate, Journal of Catalysis, 2020
DOI: 10.1016/j.jcat.2020.05.006
https://doi.org/10.1016/j.jcat.2020.05.006