水-ガスシフト反応のPt/γ-Mo2N触媒の内在的に活性な表面:モリブデン窒素またはモリブデン酸化物?
Zhe-Shan Zhang1, Qiang Fu1, Kai Xu1
1Key Laboratory for Colloid and Interface Chemistry, Key Laboratory of Special Aggregated Materials, School of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University, Jinan 250100, China.
Journal of the American Chemical Society
|July 14, 2020
まとめ
この研究では,プラチナ/モリブデンニトリド触媒のモリブデン酸化物は,水-ガスシフト反応の性能を大幅に高めることが明らかになりました. この発見は,触媒化におけるサポート表面化学の重要な役割を強調しています.
科学分野:
- 異質な触媒
- 材料科学
- 表面化学
背景:
- 触媒のサポートは,サポートされた金属触媒の性能に大きな影響を与えます.
- 表面の緊張や支柱の欠陥は 反応物質の分子を活性化させることがあり,これはしばしば見過ごされる要因です.
- 水ガスシフト反応 (WGS) は,水素生成と一酸化炭素除去に不可欠です.
研究 の 目的:
- WGS反応におけるPt/γ-Mo2Nの触媒性能におけるサポート表面の役割を調査する.
- 強化されたWGS活動に責任のある活性種を明らかにする.
- 触媒表面での反応物質の活性化メカニズムを理解する.
主な方法:
- Pt/γ-Mo2N触媒を製造するための簡単な溶液法
- 異なるガス組成で240 °CでのWGS反応の触媒試験
- モリブデン種とその変異を特定するための表面特性.
主要な成果:
- Pt/γ-Mo2N触媒は,報告された触媒よりも約20倍高い速度で,WGS反応のための優れた活性と安定性を示した.
- 表面モリブデン酸化物 (MoO3) が特定され,反応条件下で容易に歪んだMoOx (2 < x < 3) に還元される.
- MoOx種は活性酸素の空白の生成を大幅に強化し,H2O解離を容易にした.
結論:
- Pt/γ-Mo2NのWGS反応の固有活性表面は,モリブデン酸化物種 (MoOx,2 < x < 3) である.
- サポートの表面化学,特にモリブデン酸化物のダイナミックな変換は,優れた触媒性能の鍵です.
- この研究は,効率的な触媒の設計において,サポート表面の性質を考慮することの重要性を強調している.
