CoMoS de una sola capa anclado en óxido de grafeno reducido para la hidrodeoxigenación eficiente y estable de...

Área de la Ciencia:

• Catálisis
• Ciencias de los materiales
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• La hidrodeoxigenación (HDO) de los fenólicos derivados de la lignina es crucial para la producción de arenas.
• El desarrollo de catalizadores basados en MoS2 altamente activos y estables para el HDO sigue siendo un desafío importante.
• Los catalizadores existentes a menudo sufren de desactivación debido a la pérdida de azufre y la sinterización de partículas.

Objetivo del estudio:

• Fabricar un catalizador robusto para el HDO eficiente de fenólicos derivados de la lignina.
• Investigar el rendimiento catalítico y la estabilidad del CoMoS de una sola capa anclado en óxido de grafeno reducido hidrofóbico (SL-CoMoS/rGO).
• Comprender la relación estructura-actividad y el mecanismo detrás del rendimiento mejorado.

Principales métodos:

• Síntesis de CoMoS de una sola capa anclada en el óxido de grafeno reducido hidrofóbico (SL-CoMoS/rGO).
• Prueba del catalizador en la hidrodeoxigenación del 4-metilfenol como reacción modelo.
• Caracterización de la estructura y los sitios activos del catalizador.
• Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) para dilucidar el mecanismo de reacción.

Principales resultados:

• El catalizador SL-CoMoS/rGO logró una conversión del 98,3% y una selectividad del 99,2% para el 4-metilfenol HDO a 210 °C y 3,0 MPa.
• La alta dispersión de MoS2 y la eficiente Co decoración formaron centros activos de Co-Mo-S, debilitando los enlaces de Mo-S y aumentando las vacantes de azufre.
• Los cálculos de DFT confirmaron la adsorción favorable del 4-metilfenol y redujeron las barreras energéticas para la etapa de determinación de la velocidad.
• El catalizador demostró una excelente estabilidad sin desactivación obvia después de seis ciclos de HDO.

Conclusiones:

• El catalizador SL-CoMoS/rGO exhibe una actividad, una selectividad y una estabilidad superiores para el HDO de los fenólicos derivados de la lignina.
• El rendimiento mejorado se atribuye a los sitios activos únicos de Co-Mo-S y a la naturaleza hidrofóbica del soporte de rGO.
• La durabilidad del catalizador está relacionada con la reducción de la pérdida de azufre y la sinterización de partículas en condiciones de reacción suaves.