人們在研究中發現碳化鉬是高效穩定的逆水煤氣變換(RWGS)催化劑,傳統的機理研究結果表明RWGS催化反應中,表面起到關鍵作用,催化反應只有表面或亞表面層的參與。
有鑒于此,北京大學馬丁教授、蔣鴻教授、中國科學院大學周武教授、北京科技大學王榮明教授、大連理工大學石川教授、布魯克海文美國國家實驗室Jose Rodriguez等報道通過碳化處理合成一種高活性MoC催化劑,實現了260 μmolCO2/gcat/s的質量反應速率,而且在催化劑的體相發現動態碳流動。
通過同位素程序升溫反應測試(ITPR, Isotopic Temperature[1]Programmed Reaction)和環境透射電子顯微鏡(ETEM)表征,發現RWGS催化反應過程中,α-MoC的體相和氣體反應物之間產生動態碳流動。
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這種動態碳流動現象是保證亞穩態α-MoC催化劑能夠在催化反應過程中保證結構穩定和優異催化活性的關鍵,這個動態碳流動過程包括催化劑表面、氣相反應物、體相之間的碳物種交換。
參考文獻
Mengtao Zhang, Yuchen Zhu, Jie Yan, Junzhong Xie, Tao Yu, Mi Peng, Jiayun Zhao, Yao Xu, Aowen Li, Chunjiang Jia, Lin He, Meng Wang, Wu Zhou, Rongming Wang, Hong Jiang, Chuan Shi, José A. Rodriguez, Ding Ma, A Highly Active Molybdenum Carbide Catalyst with Dynamic Carbon Flux for Reverse Water‐Gas Shift Reaction, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202418645
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202418645