L'interazione forte metallo-supporto (SMSI) è uno dei concetti più importanti nella catalisi eterogenea. Innescate da processi di pretrattamento o reazione, le nanoparticelle metalliche supportate possono essere parzialmente o completamente incapsulate da strati sovrapposti derivati dal supporto, che influiscono sulle prestazioni catalitiche dei catalizzatori metallici supportati. Tuttavia, il meccanismo di formazione dello stato SMSI non è ancora chiaro.
Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Fu Qiang dell’Istituto di fisica chimica di Dalian (DICP) dell’Accademia cinese delle scienze (CAS) ha proposto un percorso di migrazione in fase gassosa per la formazione di SMSI. Questo lavoro è stato pubblicato in Angewandte Chemie International Edition .
Finora sono state suggerite due vie di diffusione delle specie derivate dal supporto sulla superficie metallica, tra cui la lega all'interfaccia e la migrazione superficiale.
In questo lavoro, i ricercatori hanno inserito particelle di ZnO e Cu/Al2 O3 polveri in un microreattore in modalità a doppio letto (ZnO||Cu/Al2 O3 ). Utilizzando la migrazione in fase gassosa delle specie Zn in CO2 /H2 atmosfera (0,5% CO2 /H2 , 450°C), hanno scoperto che un sottile ZnOx autolimitato lo strato superiore cresceva sulla superficie delle nanoparticelle di Cu (Cu@ZnOx ) nel Cu/Al2 O3 catalizzatore senza eccessiva deposizione e aggregazione di ZnOx specie. Pertanto, hanno ottenuto un numero ottimale di ZnOx -Siti di interfaccia Cu, che hanno potenziato l'attività di sintesi del metanolo.
Inoltre, i ricercatori hanno dimostrato che la formazione di Cu@ZnOx si autolimita la struttura di incapsulamento era dovuta all'evaporazione degli atomi di Zn dalle particelle di ZnO, migrazione al Cu/Al2 O3 catalizzatore e ulteriore deposizione sulla superficie di Cu per formare ZnOx strati sovrapposti sotto l'effetto sinergico di riduzione di H2 e ossidante CO2 componenti alla temperatura di trattamento.
"Il nostro lavoro chiarisce il percorso di migrazione della fase gassosa indotta dall'atmosfera redox ad alta temperatura fino alla formazione della struttura di incapsulamento o al classico stato SMSI", ha affermato il prof. Fu.
Ulteriori informazioni: Tongyuan Song et al, Sintesi migliorata di metanolo su strati di ZnOx autolimitati su nanoparticelle di Cu formate tramite percorso di migrazione in fase gassosa, Angewandte Chemie International Edition (2023). DOI:10.1002/anie.202316888
Informazioni sul giornale: Edizione Internazionale Angewandte Chemie
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
