Исследователи обнаружили межфазное ограничение на открытом пространстве оксид-оксидных катализаторов

Ограниченный катализ рассматривается как важная стратегия модуляции химических реакций и повышения каталитических характеристик. Предыдущие исследования показали, что эффект ограничения в катализе применяется в закрытом нанопространстве. Однако до сих пор неясно, имеет ли открытое пространство такой эффект.

Недавно исследовательская группа под руководством профессора Бао Синьхэ и профессора Фу Цяна из Даляньского института химической физики (DICP) Китайской академии наук (CAS) обнаружила эффект ограничения границы раздела в открытом пространстве в In 2 O 3 - Катализатор TiO 2 во время реакции обратной конверсии водяного газа (RWGS). Исследование опубликовано в журнале Американского химического общества .

Исследователи физически смешали In 2 O 3 и TiO 2 , чтобы получить катализатор In 2 O 3 -TiO 2 для реакции RWGS. Они подтвердили, что открытая поверхность TiO 2 может создавать замкнутую среду для In 2 O 3 , что приводит к спонтанной трансформации свободных наночастиц In 2 O 3 в нанослои оксида In (InO x ), покрывающие поверхность TiO 2 во время RWGS.
Кроме того, исследователи обнаружили, что сформированные нанослои InO x легко создавать в поверхностных кислородных вакансиях, но препятствуют чрезмерному восстановлению до металлического In в атмосфере, богатой H 2 , что приводит к повышенной активности и стабильности по сравнению с чистым In 2 O 3. катализатор. Они определили, что образование межфазной связи In-O-Ti приводит к дисперсии In 2 O 3 и стабилизирует метастабильный слой InOx.
Таким образом, исследователи продемонстрировали, что слои InO x с химическим составом, отличным от их свободных аналогов, могут удерживаться на различных оксидных поверхностях, демонстрируя важный эффект ограничения на границах раздела оксид-оксид.

« Эффект ограничения границы раздела играет важную роль во многих оксидно- оксидных катализаторах, которые можно использовать для улучшения каталитических характеристик», — сказал профессор Фу.