La interacción fuerte metal-soporte (SMSI) es uno de los conceptos más importantes en catálisis heterogénea. Activadas por procesos de pretratamiento o reacción, las nanopartículas metálicas soportadas pueden encapsularse parcial o completamente mediante capas superpuestas derivadas del soporte, lo que afecta el rendimiento catalítico de los catalizadores metálicos soportados. Sin embargo, el mecanismo de formación del estado SMSI aún no está claro.
Recientemente, un equipo de investigación dirigido por el Prof. Fu Qiang del Instituto Dalian de Física Química (DICP) de la Academia China de Ciencias (CAS) propuso una ruta de migración en fase gaseosa para la formación de SMSI. Este trabajo fue publicado en Angewandte Chemie International Edition .
Hasta ahora, se han sugerido dos rutas de difusión de las especies derivadas del soporte sobre la superficie del metal, incluida la aleación de interfaz y la migración de la superficie.
En este trabajo, los investigadores colocaron partículas de ZnO y Cu/Al2 O3 polvos en un microrreactor en modo de doble lecho (ZnO||Cu/Al2 O3 ). Utilizando la migración en fase gaseosa de especies de Zn en CO2 /H2 atmósfera (0,5% CO2 /H2 , 450°C), descubrieron que una fina capa autolimitada de ZnOx Una capa superpuesta creció en la superficie de nanopartículas de Cu (Cu@ZnOx ) en el Cu/Al2 O3 catalizador sin excesiva deposición y agregación de ZnOx especies. Así, obtuvieron un número óptimo de ZnOx -Sitios de interfaz Cu, que mejoraron la actividad de síntesis de metanol.
Además, los investigadores demostraron que la formación del Cu@ZnOx autolimitado La estructura de encapsulación se debió a la evaporación de los átomos de Zn de las partículas de ZnO, la migración a Cu/Al2. O3 catalizador y posterior deposición sobre la superficie de Cu para formar ZnOx capas superpuestas bajo el efecto sinérgico de reducir H2 y CO oxidante2 componentes a la temperatura de tratamiento.
"Nuestro trabajo aclara la ruta de migración en fase gaseosa inducida por la atmósfera redox de alta temperatura hacia la formación de la estructura de encapsulación o el estado SMSI clásico", afirmó el profesor Fu.
Más información: Tongyuan Song et al, Síntesis mejorada de metanol sobre capas autolimitadas de ZnOx en nanopartículas de Cu formadas a través de la ruta de migración en fase gaseosa, Angewandte Chemie International Edition (2023). DOI:10.1002/anie.202316888
Información de la revista: Edición internacional Angewandte Chemie
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
