天津大学Angew:CoCu催化剂界面元素偏析调控CO2加氢生成乙醇
纳米技术 纳米 2021-10-24

人们之前的工作中发现CoCu催化剂具有工业化催化CO/CO2加氢反应前景,并且验证CoCu合金是催化活性晶相。但是由于催化剂的界面元素偏析现象、去合金化现象,人们目前对CoCu合金在催化反应中的实际表面形貌仍没有深入了解。

有鉴于此,天津大学赵志坚等报道结合理论和相关实验,揭示了CoCu(111)表面在CO2氢化反应过程中界面元素偏析、CO覆盖度变化双重现象,切断C-O键和*CH2O中间体氢化是促进生成乙醇的关键。

作者通过相关理论研究结果发现,适度的Co偏析导致界面Co原子与*CO吸附物种产生相互作用促进生成乙醇,进一步的作者设计相关实验验证。

本文要点:

(1)

作者通过预先还原控制界面元素的偏析,结合相关DFT计算,揭示了界面CoCu合金的组成情况随着CO气体分压发生改变,同时特别说明CoCu合金的界面偏析现象与其导致产生覆盖度效应。

(2)

适中的Co偏析催化剂界面有主与促进反应中生成乙醇,较低的Co偏析催化剂界面上导致CO2加氢生成甲醇,较高的Co偏析表面导致严重的催化剂中毒。作者认为本文研究结果为理论计算优化催化剂的结构提供一种新方向新样式。

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参考文献

Sihang Liu, Chengsheng Yang, Shenjun Zha, Dmitry Sharapa, Felix Studt, Zhi-Jian Zhao, Jinlong Gong, Moderate Surface Segregation Promotes Selective Ethanol Production in CO2 Hydrogenation Reaction over CoCu Catalysts, Angew. Chem. Int. Ed. 2021

DOI: 10.1002/anie.202109027

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202109027


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