Instängd katalys har betraktats som en viktig strategi för att modulera kemiska reaktioner och förbättra katalytisk prestanda. Tidigare studier har visat att tillämpningarna av inneslutningseffekten i katalys är i slutet nanorymd. Huruvida ett öppet utrymme också har denna effekt är dock fortfarande oklart.
Nyligen avslöjade en forskargrupp ledd av Prof. Bao Xinhe och Prof. Fu Qiang från Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) effekten av gränssnittsinneslutning på öppna ytor i en In2 O3 -TiO2 katalysator under en reaktion med omvänd vattengasskifte (RWGS). Studien publiceras i Journal of the American Chemical Society .
Forskarna blandade fysiskt In2 O3 och TiO2 för att få en In2 O3 -TiO2 katalysator för RWGS-reaktionen. De verifierade att den öppna ytan av TiO2 skulle kunna skapa en begränsad miljö för In2 O3 , som drev den spontana förvandlingen av gratis In2 O3 nanopartiklar till In oxid nanolager (InOx ) täcker på TiO2 yta under RWGS.
Dessutom fann forskarna att den bildade InOx nanolager var lätta att skapa i ytvakanser men var emot överreduktion till metalliskt In i H2 -rika atmosfärer, vilket resulterar i ökad aktivitet och stabilitet jämfört med den rena In2 O3 katalysator. De identifierade att bildandet av gränssnitts In–O–Ti-bindning drev In2 O3 dispergering och stabiliserade det metastabila InOx-skiktet.
Därför visade forskarna att InOx överskikt med distinkt kemi från deras fria motsvarigheter kunde begränsas på olika oxidytor, vilket visar den viktiga inneslutningseffekten vid oxid-oxidgränssnitt.
"Gränssnittsinneslutningseffekten spelar en viktig roll i många oxid-oxid-katalysatorer, som kan användas för att förbättra den katalytiska prestandan", säger prof. Fu.
Mer information: Jianyang Wang et al, Confinement-induced Indium Oxide Nanolayers Formed on Oxide Support for Enhanced CO2 Hydrogenation Reaction, Journal of the American Chemical Society (2024). DOI:10.1021/jacs.3c13355
Journalinformation: Tidskrift för American Chemical Society
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
