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更高催化活性的六足虫纳米介孔钙钛矿催化剂

产业分析浏览次数:748发布时间:19-12-06

       过渡金属氧化物替换贵金属负载型催化剂氧化甲烷的研究一直是热门题目。新南威尔士大学Rose Amal,Hamid Arandiyan,Sean Smith与北京产业大学戴洪兴教授的合作研究,发现了一种三维再组装六足虫纳米介孔钙钛矿催化剂,将三维有序大孔镧基钙钛矿结构用超声离心法断裂再组装成六足虫纳米介孔催化剂,该催化剂在断面暴露出的(001)晶面比LSMO常规暴露的(110)晶面临甲烷催化氧化具有更高的催化活性。

       作为高效催化剂,研究钙钛矿的枢纽在于如何进步其催化机能,使得甲烷能够在较低温度下完全氧化。目前贸易化的贵金属催化剂(Pt和Pd)存在本钱高且热不乱性差等缺点。钙钛矿型催化剂作为一种混合型氧化物,因为其特殊的晶体结构,具有优秀的催化不乱性。   

       该研究指出,较之三维大孔LSMO六足虫纳米介孔,LSMO钙钛矿的比表面积有所进步,但通过计算单位表面积催化剂的反应速率发现高比表面积并不是催化剂活性进步的决定性因素。研究者通过高分辨透射电镜发现,六足虫纳米颗粒的断裂面泛起新的晶面(001)暴露。因此,利用DFT计算研究了三维大孔LSMO表面的常规暴露晶面(110)和六足虫纳米介孔LSMO表面新暴露晶面(001)对甲烷分子中碳氢键(C-H)的断裂,以及这两种晶面临氧气分子的吸附和活化,发现新暴露晶面(110)需要更低的能量断裂C-H键。由此可以通过断裂再组装LSMO钙钛矿,暴露新活性晶面(110),进步材料的催化反应速率并降低表面活化能(Ea从102 kJ mol-1降低到67 kJ mol-1)。

         

 

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来源:贤集网


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