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铈镓混合氧化物上氢化物形成的见解:有效分解氢的机理研究
Journal of Catalysis ( IF 6.5 ) Pub Date : 2016-12-19 07:11:16
Julia Vecchietti, Miguel A. Baltanás, Christel Gervais, Sebastián E. Collins, Ginesa Blanco, Olivier Matz, Monica Calatayud, Adrian Bonivardi

结合实验和计算研究,提出了四步反应机理,用于在纯二氧化铈和镓促进的混合氧化物材料上进行H 2分解。通过时间分辨漫反射红外光谱法在H 2(D 2)流下,在等温条件下523-C范围内,研究了两个Ce / Ga原子比分别等于90/10和80/20的铈镓混合氧化物样品。623K。X射线光电子能谱法得出的结论是,仅将Ce 4+还原为Ce 3+(不还原Ga 3+),这与密度泛函理论(DFT)的结果相符。氢化镓(GaH)种类,羟基(OH)和Ce的时间演化曲线分析了3+个红外信号,并通过数学建模获得了每个步骤的动力学速率参数。对于不同的基本途径,活化能的值与DFT计算的值一致。假设HH键的杂合裂解是决定速率的步骤,在Ga⋯OCe位点上发现的H 2离解的活化能很小(〜4kcal / mol)。在纯二氧化铈上,实验活化能约为23kcal / mol,表明添加Ga 3+阳离子可促进H 2的分裂。有趣的是,根据DFT计算,纯CeO 2表面域的还原步骤似乎是通过CeH / OH对中间体进行的。而且71Ga NMR实验表明可能存在gallia纳米域。有人提出,在这种表面加仑纳米域的周边产生Ga⋯OCe位点,可以提高混合材料的反应性。然后分析了这种新型位点对提高相关催化反应(如选择性炔烃加氢和轻链烷烃脱氢)效率的关键作用。



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更新日期:2016-12-19
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