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Impact of Yttria-Stabilized Zirconia on Direct CO2 Hydrogenation to Light Olefins over a Tandem Catalyst Composed of In2O3/YSZ and SAPO-34
Energy & Fuels ( IF 5.2 ) Pub Date : 2023-05-01 , DOI: 10.1021/acs.energyfuels.3c00790 Sunkyu Kim 1 , Christopher A. Jhaveri 2 , Erdem Sasmaz 2
Energy & Fuels ( IF 5.2 ) Pub Date : 2023-05-01 , DOI: 10.1021/acs.energyfuels.3c00790 Sunkyu Kim 1 , Christopher A. Jhaveri 2 , Erdem Sasmaz 2
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Direct carbon dioxide (CO2) conversion to light olefins via a methanol (MeOH) intermediate route by a tandem catalyst is an attractive approach for CO2 reduction. Developing a tandem catalyst for CO2-to-MeOH and MeOH-to-olefins reactions is challenging due to the differences in thermodynamics and reaction kinetics of each reaction. Herein, we report a highly stable In2O3/YSZ//SAPO-34 tandem catalyst for direct CO2 hydrogenation to light olefins. Compared to the ZrO2 support, In2O3 supported on yttria-stabilized zirconia (YSZ) presents a stable light olefin selectivity without increasing CO production. The high oxygen vacancy concentration in YSZ can promote the adsorption of reactants and inhibit the hydroxylation of metal oxides. In addition, the strong metal–support interaction of In2O3/YSZ can prevent the over-reduction of indium species, maintaining the oxidation states of active sites for MeOH production. Our results show that YSZ has advantageous effects on indirect CO2 activation and can be a promising application for CO2 hydrogenation to high-value-added chemicals.
中文翻译：
氧化钇稳定的氧化锆对通过由 In2O3/YSZ 和 SAPO-34 组成的串联催化剂将 CO2 直接氢化为轻质烯烃的影响
通过串联催化剂通过甲醇 (MeOH) 中间路线将二氧化碳(CO 2 ) 直接转化为轻质烯烃是一种有吸引力的 CO 2还原方法。由于每个反应在热力学和反应动力学方面的差异，开发用于 CO 2 -to-MeOH 和 MeOH-to-olefins 反应的串联催化剂具有挑战性。在此，我们报道了一种高度稳定的 In 2 O 3 /YSZ//SAPO-34 串联催化剂，用于将 CO 2直接氢化为轻质烯烃。与ZrO 2载体相比，In 2 O 3负载在氧化钇稳定的氧化锆 (YSZ) 上，在不增加 CO 产量的情况下呈现出稳定的轻质烯烃选择性。YSZ中高氧空位浓度可以促进反应物的吸附，抑制金属氧化物的羟基化。此外，In 2 O 3 /YSZ 的强金属-载体相互作用可以防止铟物种的过度还原，维持 MeOH 生产活性位点的氧化态。我们的研究结果表明，YSZ 对CO 2 的间接活化具有有利的影响，并且可以作为CO 2加氢生产高附加值化学品的有前途的应用。
更新日期：2023-05-01
中文翻译：
氧化钇稳定的氧化锆对通过由 In2O3/YSZ 和 SAPO-34 组成的串联催化剂将 CO2 直接氢化为轻质烯烃的影响
通过串联催化剂通过甲醇 (MeOH) 中间路线将二氧化碳(CO 2 ) 直接转化为轻质烯烃是一种有吸引力的 CO 2还原方法。由于每个反应在热力学和反应动力学方面的差异，开发用于 CO 2 -to-MeOH 和 MeOH-to-olefins 反应的串联催化剂具有挑战性。在此，我们报道了一种高度稳定的 In 2 O 3 /YSZ//SAPO-34 串联催化剂，用于将 CO 2直接氢化为轻质烯烃。与ZrO 2载体相比，In 2 O 3负载在氧化钇稳定的氧化锆 (YSZ) 上，在不增加 CO 产量的情况下呈现出稳定的轻质烯烃选择性。YSZ中高氧空位浓度可以促进反应物的吸附，抑制金属氧化物的羟基化。此外，In 2 O 3 /YSZ 的强金属-载体相互作用可以防止铟物种的过度还原，维持 MeOH 生产活性位点的氧化态。我们的研究结果表明，YSZ 对CO 2 的间接活化具有有利的影响，并且可以作为CO 2加氢生产高附加值化学品的有前途的应用。
京公网安备 11010802027423号