CO2/CO加氢反应在高温高压条件下进行,催化剂往往面临易烧结问题。烧结导致催化剂尺寸增大,会减少催化剂的活性表面积,通常被认为是催化剂失活的原因之一。然而,纳米颗粒在烧结长大过程中也可能会诱导晶界等新的活性位点的形成。晶界附近的结构扰动会诱发晶格畸变,影响活性位点与反应物和中间体的吸附过程,从而改变催化性能。因此,研究反应过程中原位产生的晶界对催化性能的影响,有望为理解甚至利用烧结过程打开一扇新的窗口。
传统Cu基催化剂的主要产物是甲醇,而富含晶界的Cu/Y催化剂在费托合成反应中实现了较高的C5+长链烃选择性。在20 bar,H2:CO = 1.5:1,2,400 mL h-1 gcat-1,300 °C条件下,Cu/Y催化剂经过40 小时的诱导期后,C5+选择性达到65.3 C%。研究人员发现Cu的晶界密度和C5+选择性呈现较好的线性相关性,从而将Cu/Y催化剂这种独特的C-C偶联性能归因于晶界活性位点,而Y分子筛通过空间限制来稳定Cu晶界位点。
Wenlong Wu, Lei Luo, Zhongling Li, Jiahua Luo, Jiankang Zhao, Menglin Wang, Xinlong Ma, Sunpei Hu, Yue Chen, Weiye Chen, Zhandong Wang, Chao Ma, Hongliang Li, Jie Zeng
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202404983