Forskere foreslår redox-mekanisme til vand-gas-skiftreaktion

Vand-gas skift (WGS) reaktion (CO+H ₂ O → CO ₂ +H ₂ ) er afgørende for fremstilling af hydrogen med høj renhed til ammoniak og methanolsyntese, såvel som i brændselscelle applikationer.

Via begrebet single-atom katalysatorer (SAC'er), forskere kan nu forstå den kemiske binding og den elektroniske struktur mellem metal og støtte i atomskala.

En forskningsgruppe ledet af prof. Wang Xiaodong og prof. Zhang Tao fra Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) fra det kinesiske videnskabsakademi (CAS), i samarbejde med Prof. Li Jun fra Tsinghua University, har foreslået en redox -mekanisme med synergetiske dual metal -aktive steder til WGS -reaktionen på en Ir ₁ /FeO _x SÆK.

Resultaterne blev offentliggjort i Angewandte Chemie International Edition .

Forskerne fandt ud af, at vand let kunne dissocieres til OH* på Ir ₁ enkelt atom og H* på det nærliggende O -atom bundet til et Fe -sted. Den adsorberede CO på Ir ₁ reagerede med det tilstødende O -atom for at producere CO ₂ . Derefter dannelsen af ​​H ₂ blev mulig på grund af migration af H fra adsorberet OH* mod Ir1 og dens efterfølgende reaktion med et andet H*.

De foreslog en ny vej til en redoxmekanisme via synergetiske dual metal aktive steder mellem Ir ₁ og Fe -arter (DMAS) under WGS -reaktionen, som demonstrerede den sekventielle produktion af CO ₂ og H. ₂ .

Afklaringen af ​​den katalytiske mekanisme, der involverer denne form for aktivt metal med dobbelt metal, kan give indsigt i forståelsen af ​​den katalytiske mekanisme for metalkatalysatorer med reducerbare understøtninger, bidrager dermed til det rationelle design af nye og aktive single-atom og single-cluster katalysatorer med dobbelt sted.