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水蒸氣通常對工業(yè)催化過程產(chǎn)生不好的影響，有鑒于此，寧夏大學(xué)/上海交通大學(xué)張鵬飛副教授等報道通過熵工程設(shè)計(jì)了具有抗水能力的氧化物催化劑，研究了ACr₂O₄ (A=Ni, Mg, Cu, Zn, Co)尖晶石在C₃H₆催化氧化反應(yīng)。

本文要點(diǎn)

（1）

通過DFT理論計(jì)算C₃H₆的吸附能、氧化物表面的H₂O分子解離能、氧空穴的形成能，都說明高熵策略能夠改善催化性能。(Ni_0.2Mg_0.2Cu_0.2Zn_0.2Co_0.2)Cr₂O₄在實(shí)驗(yàn)中取得了優(yōu)異的耐水性能（>100 h），區(qū)別明顯的二元氧化物（NiCr₂O₄或CoCr₂O₄）在20 h內(nèi)失活。

（2）

通過H₂O-TPD、原位Raman、原位FTIR等表征，說明高熵氧化物具有更低的H₂O吸附能，更強(qiáng)的水熱穩(wěn)定性，因此Gibbs自由能更低。這項(xiàng)工作有助于理性設(shè)計(jì)具備抗水能力的催化劑。

參考文獻(xiàn)

Zhang, M., Gao, Y., Xie, C. et al. Designing water resistant high entropy oxide materials. Nat Commun 15, 8306 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-52531-y

https://www.nature.com/articles/s41467-024-52531-y