Comprensión de las relaciones estructura-propiedad de los catalizadores Rh promovidos por el MOO para la conversión...

Área de la Ciencia:

• Catálisis
• Ciencias de los materiales
• Química de las superficies

Sus antecedentes:

• Los catalizadores basados en el rodio (Rh) son eficaces para la conversión directa de gas de síntesis en oxigenados superiores.
• Comprender la estructura y el papel del promotor en los catalizadores de óxido de metal Rh es crucial para optimizar el rendimiento.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la estructura de las nanopartículas Rh promovidas por MoO3.
• Aclarar el papel del MoO3 en la mejora de la actividad catalítica y la selectividad para una mayor producción de oxigenados.

Principales métodos:

• Síntesis controlada atómica mediante deposición en capas atómicas (ALD) para la modificación precisa de las nanopartículas Rh en MoO3.
• Espectroscopia de absorción de rayos X in situ (XAS) para determinar la estructura de la superficie en condiciones de reacción.
• Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) para comprender las interacciones promotor-Rh y los mecanismos de reacción.

Principales resultados:

• Se formó una nueva estructura de catalizador donde el molibdeno (Mo) se sustituye en la superficie Rh.
• La superficie de Rh sustituida por Mo exhibe especies de Mo-OH en condiciones de reacción.
• Se observó un aumento de 66 veces en la frecuencia de rotación y un mayor rendimiento de oxigenado.

Conclusiones:

• La sustitución de Mo en la superficie Rh es clave para mejorar el rendimiento catalítico.
• Las especies de Mo-OH en la superficie Rh promueven la disociación de CO y estabilizan las vías de síntesis de metanol.
• El derrame de hidrógeno de los sitios de Mo-OH mejora la hidrogenación de los intermedios, aumentando las tasas generales de reacción.