Nature Commun:MoS2修饰Cu和面内S缺陷催化CO2加氢制备甲醇
纳米技术 纳米 2023-09-22

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最近,人们发现MoS2的面内硫缺陷位点是CO2加氢制备甲醇的催化活性位点,在边缘硫缺陷位点更容易生成甲烷。因此,选择性暴露活化的基面是CO2加氢制备甲醇的关键。

有鉴于此,新加坡国立大学曾华淳、Sergey M. Kozlov等报道通过SiO2物理限域拓扑转化的方式将MoO2转化为MoS2,合成了一种包覆在介孔SiO2内部的与富勒烯结构类似MoS2,同时对MoS2修饰Cu原子。这种修饰Cu的曲面MoS2实现了优异的CO2加氢制备甲醇催化性能。

主要内容

(1)

生成的类富勒烯结构MoS2的球状曲面能够产生应力,而且在惰性MoS2基面上产生硫缺陷。而且类似富勒烯的少层MoS2能够暴露基面硫缺陷位点,减少暴露的边缘硫缺陷位点。随后通过修饰Cu原子,得到的Cu/MoS2@SiO2在260 ℃进行CO2加氢催化反应,甲醇产量达到6.11 molMeOH molMo-1 h-1,甲醇选择性达到72.5 %

(2)

通过原位DRIFT和原位XAS表征,说明催化反应机理以及Cu原子对催化反应的促进作用。理论计算结果发现产生压缩应力有助于形成硫缺陷,有助于CO2加氢催化反应,拉伸应力有助于加快催化位点的重生。理论计算结果说明应力起到的关键作用。

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参考文献

Shenghui Zhou, Wenrui Ma, Uzma Anjum, Mohammadreza Kosari, Shibo Xi, Sergey M. Kozlov & Hua Chun Zeng, Strained few-layer MoS2 with atomic copper and selectively exposed in-plane sulfur vacancies for CO2 hydrogenation to methanol. Nat Commun 14, 5872 (2023)

DOI: 10.1038/s41467-023-41362-y

https://www.nature.com/articles/s41467-023-41362-y


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