Pesquisa revela rota de migração em fase gasosa para formação de forte estado de interação metal-suporte
Ilustração esquemática da formação da estrutura autolimitada de Cu@ZnOx via rota de migração em fase gasosa e seu efeito na hidrogenação de CO2 em metanol sobre catalisadores de Cu/Al2O3. Crédito:Song Tongyuan, da Angewandte Chemie International Edition (2023). DOI:10.1002/anie.202316888 A interação forte metal-suporte (SMSI) é um dos conceitos mais importantes na catálise heterogênea. Desencadeadas por processos de pré-tratamento ou reação, as nanopartículas metálicas suportadas podem ser parcial ou completamente encapsuladas por camadas derivadas de suporte, o que afeta o desempenho catalítico dos catalisadores metálicos suportados. No entanto, o mecanismo de formação do estado SMSI ainda não está claro.
Recentemente, uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Fu Qiang do Instituto de Física Química de Dalian (DICP) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) propôs uma rota de migração em fase gasosa para a formação de SMSI. Este trabalho foi publicado na Angewandte Chemie Edição Internacional .
Até agora, foram sugeridas duas rotas de difusão das espécies derivadas de suporte na superfície metálica, incluindo liga de interface e migração superficial.
Neste trabalho, os pesquisadores colocaram partículas de ZnO e Cu/Al2 O3 pós em um microrreator em modo de leito duplo (ZnO||Cu/Al2 O3 ). Utilizando a migração em fase gasosa de espécies de Zn em CO2 /H2 atmosfera (0,5% CO2 /H2 , 450°C), eles descobriram que um ZnO fino e autolimitadox a camada superior cresceu na superfície de nanopartículas de Cu (Cu@ZnOx ) no Cu/Al2 O3 catalisador sem deposição excessiva e agregação de ZnOx espécies. Assim, eles obtiveram um número ideal de ZnOx Locais de interface -Cu, que aumentaram a atividade de síntese de metanol.
Além disso, os pesquisadores demonstraram que a formação do autolimitado Cu@ZnOx a estrutura de encapsulamento foi devido à evaporação dos átomos de Zn das partículas de ZnO, migração para o Cu/Al2 O3 catalisador e posterior deposição na superfície de Cu para formar ZnOx sobrecamadas sob o efeito sinérgico de redução de H2 e oxidação de CO2 componentes na temperatura de tratamento.
"Nosso trabalho elucida a rota de migração da fase gasosa induzida pela atmosfera redox de alta temperatura para a formação da estrutura de encapsulamento ou o estado SMSI clássico", disse o Prof.
Mais informações: Tongyuan Song et al, Síntese aprimorada de metanol sobre camadas autolimitadas de ZnOx em nanopartículas de Cu formadas via rota de migração em fase gasosa, Angewandte Chemie International Edition (2023). DOI:10.1002/anie.202316888 Informações do diário: Angewandte Chemie Edição Internacional
