商用高温水煤气变换(HT-WGS)催化剂是由CuO-Cr2O3-Fe2O3组成,其中Cu作为化学促进剂提高催化活性,但其促进机理尚不清楚。近日,华东理工大学韩一帆等多团队合作,采用原位或准原位表征、稳态WGS反应和DFT计算等方法,研究了一系列Fe基模型催化剂。作者首次直接观察到Cu与FeOx之间存在较强的金属-载体相互作用(SMSI)。在WGS反应过程中,一层薄的FeOx覆盖层迁移到金属Cu颗粒上,形成了具有Cu-FeOx界面的混合表面结构。进一步研究发现,Cu与FeOx的协同作用不仅稳定了Cu团簇,而且为CO吸附、H2O解离和WGS反应提供了新的催化活性位点。
Minghui Zhu, Pengfei Tian, Yi-Fan Han*, et al. Strong Metal-Support Interactions between Copper and Iron Oxide during the High Temperature Water-Gas Shift Reaction. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201903298