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Activity enhancement of cobalt catalysts by tuning metal-support interactions.
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2018-10-26 , DOI: 10.1038/s41467-018-06903-w Carlos Hernández Mejía 1 , Tom W van Deelen 1 , Krijn P de Jong 1
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2018-10-26 , DOI: 10.1038/s41467-018-06903-w Carlos Hernández Mejía 1 , Tom W van Deelen 1 , Krijn P de Jong 1
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Interactions between metal nanoparticles and support materials can strongly influence the performance of catalysts. In particular, reducible oxidic supports can form suboxides that can decorate metal nanoparticles and enhance catalytic performance or block active sites. Therefore, tuning this metal-support interaction is essential for catalyst design. Here, we investigate reduction-oxidation-reduction (ROR) treatments as a method to affect metal-support interactions and related catalytic performance. Controlled oxidation of pre-reduced cobalt on reducible (TiO2 and Nb2O5) and irreducible (α-Al2O3) supports leads to the formation of hollow cobalt oxide particles. The second reduction results in a twofold increase in cobalt surface area only on reducible oxides and proportionally enhances the cobalt-based catalytic activity during Fischer-Tropsch synthesis at industrially relevant conditions. Such activities are usually only obtained by noble metal promotion of cobalt catalysts. ROR proves an effective approach to tune the interaction between metallic nanoparticles and reducible oxidic supports, leading to improved catalytic performance.
中文翻译：
通过调整金属-载体相互作用提高钴催化剂的活性。
金属纳米颗粒和载体材料之间的相互作用会强烈影响催化剂的性能。特别是，可还原的氧化物载体可以形成可装饰金属纳米颗粒并增强催化性能或阻断活性位点的低氧化物。因此，调整这种金属-载体相互作用对于催化剂设计至关重要。在这里，我们研究了还原-氧化-还原 (ROR) 处理作为影响金属-载体相互作用和相关催化性能的方法。预还原钴在可还原物（TiO 2和 Nb 2 O 5）和不可还原物（α-Al 2 O 3 ）上的受控氧化) 载体导致空心氧化钴颗粒的形成。第二次还原导致仅在可还原氧化物上的钴表面积增加两倍，并在工业相关条件下的费托合成过程中成比例地增强钴基催化活性。这种活性通常只能通过钴催化剂的贵金属促进来获得。ROR 证明了一种有效的方法来调节金属纳米颗粒和可还原的氧化物载体之间的相互作用，从而提高催化性能。
更新日期：2018-10-26
中文翻译：
通过调整金属-载体相互作用提高钴催化剂的活性。
金属纳米颗粒和载体材料之间的相互作用会强烈影响催化剂的性能。特别是，可还原的氧化物载体可以形成可装饰金属纳米颗粒并增强催化性能或阻断活性位点的低氧化物。因此，调整这种金属-载体相互作用对于催化剂设计至关重要。在这里，我们研究了还原-氧化-还原 (ROR) 处理作为影响金属-载体相互作用和相关催化性能的方法。预还原钴在可还原物（TiO 2和 Nb 2 O 5）和不可还原物（α-Al 2 O 3 ）上的受控氧化) 载体导致空心氧化钴颗粒的形成。第二次还原导致仅在可还原氧化物上的钴表面积增加两倍，并在工业相关条件下的费托合成过程中成比例地增强钴基催化活性。这种活性通常只能通过钴催化剂的贵金属促进来获得。ROR 证明了一种有效的方法来调节金属纳米颗粒和可还原的氧化物载体之间的相互作用，从而提高催化性能。
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