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中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院李圣剛教授、中國(guó)石油大學(xué)藍(lán)興英教授、青島科技大學(xué)何燕教授等報(bào)道DFT理論計(jì)算和微動(dòng)力學(xué)模擬研究MXene擔(dān)載原子分散Pt₁催化劑的CO₂丙烷氧化脫氫催化反應(yīng)機(jī)理和性能。

本文要點(diǎn)

(1)

Pt單原子能夠促進(jìn)丙烷分子切斷兩個(gè)C-H化學(xué)鍵，從而通過(guò)丙烷脫氫反應(yīng)直接生成丙烯(DDHP)，Pt-MXene界面能夠切斷CO₂分子的C-O化學(xué)鍵，通過(guò)RWGS反應(yīng)將O*加氫生成H₂O。

(2)

通過(guò)反應(yīng)速率和BEP研究說(shuō)明C₃H₇*與Pt的結(jié)合強(qiáng)度決定丙烷脫氫（DDHP）反應(yīng)的性能，MXene與O*的結(jié)合強(qiáng)度決定了RWGS反應(yīng)性能。DDHP反應(yīng)的性能與Pt單原子的d能帶中心位置以及Pt₁@MXene界面的功函密切相關(guān)。微動(dòng)力學(xué)建模結(jié)果顯示結(jié)合在Mo₂CO₂和W₂CO₂的Pt單原子DDHP性能比Pt(111)表面更好。此外，Pt₁@Mo₂CO₂的深度脫氫反應(yīng)能壘和C-C化學(xué)鍵裂解的能壘更高，因此Pt₁@Mo₂CO₂具有更好的耐積碳性能。這些研究結(jié)果說(shuō)明，Pt₁@Mo₂CO₂具有是具有前景的CO₂-ODHP催化劑。

參考文獻(xiàn)

Changqing Chu, Baoyu Chen, Yan He*, Guiyuan Jiang, Xingying Lan*, Shenggang Li*, Changning Wu, and Daofan Cao, CO₂-Assisted Dehydrogenation of Propane by Atomically Dispersed Pt on Mxenes，ACS Catal. 2024, 14, 9662–9677

DOI: 10.1021/acscatal.4c01473

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.4c01473