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High-Performance MaZrOx (Ma = Cd, Ga) Solid-Solution Catalysts for CO2 Hydrogenation to Methanol
ACS Catalysis ( IF 11.3 ) Pub Date : 2019-10-15 , DOI: 10.1021/acscatal.9b03449 Jijie Wang 1 , Chizhou Tang 1, 2 , Guanna Li 3 , Zhe Han 1 , Zelong Li 1 , Hailong Liu 1 , Feng Cheng 1 , Can Li 1
ACS Catalysis ( IF 11.3 ) Pub Date : 2019-10-15 , DOI: 10.1021/acscatal.9b03449 Jijie Wang 1 , Chizhou Tang 1, 2 , Guanna Li 3 , Zhe Han 1 , Zelong Li 1 , Hailong Liu 1 , Feng Cheng 1 , Can Li 1
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Hydrogenation of CO2 to methanol utilizing the hydrogen from renewable energy sources offers a promising way to reduce CO2 emissions through the CO2 utilization as a carbon source. However, it is a challenge to convert CO2 to methanol with high activity and high methanol selectivity. Herein, we report a class of metal-oxide solid-solution catalysts: MaZrOx (Ma = Cd, Ga), which show a methanol selectivity up to 80% with the CO2 single pass conversion reaching 4.3%–12.4% under the reaction conditions of H2/CO2 = 3/1, 24 000 h–1, 5 MPa. Structural and electronic characterizations combined with denisty functional theory calculations suggest that the Ma and Zr components in MaZrOx (Ma = Cd, Ga) solid-solution catalysts show a strong synergetic effect, which enhances the H2 heterolytic dissociation and results in high activity and high methanol selectivity. The solid-solution catalyst with dual metal oxide components offers an approach for the selective hydrogenation of CO2 to chemicals.
中文翻译：
高性能M a ZrO x（M a = Cd，Ga）固溶催化剂，用于CO 2加氢制甲醇
利用来自可再生能源的氢气将CO 2加氢成甲醇提供了一种有前途的方式，可通过将CO 2用作碳源来减少CO 2排放。然而，以高活性和高甲醇选择性将CO 2转化为甲醇是一个挑战。本文中，我们报告了一类金属氧化物固溶催化剂：M a ZrO x（M a = Cd，Ga），其甲醇选择性高达80％，CO 2单程转化率达到4.3％–12.4％在H 2 / CO 2 = 3/1，24000 h –1的反应条件下，5兆帕。结构和电子表征与否认功能理论计算相结合表明，M a ZrO x（M a = Cd，Ga）固溶催化剂中的M a和Zr组分表现出很强的协同作用，从而增强了H 2的杂化解离和结果具有高活性和高甲醇选择性。具有双金属氧化物组分的固溶催化剂为将CO 2选择性加氢为化学品提供了一种方法。
更新日期：2019-10-16
中文翻译：
高性能M a ZrO x（M a = Cd，Ga）固溶催化剂，用于CO 2加氢制甲醇
利用来自可再生能源的氢气将CO 2加氢成甲醇提供了一种有前途的方式，可通过将CO 2用作碳源来减少CO 2排放。然而，以高活性和高甲醇选择性将CO 2转化为甲醇是一个挑战。本文中，我们报告了一类金属氧化物固溶催化剂：M a ZrO x（M a = Cd，Ga），其甲醇选择性高达80％，CO 2单程转化率达到4.3％–12.4％在H 2 / CO 2 = 3/1，24000 h –1的反应条件下，5兆帕。结构和电子表征与否认功能理论计算相结合表明，M a ZrO x（M a = Cd，Ga）固溶催化剂中的M a和Zr组分表现出很强的协同作用，从而增强了H 2的杂化解离和结果具有高活性和高甲醇选择性。具有双金属氧化物组分的固溶催化剂为将CO 2选择性加氢为化学品提供了一种方法。
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