Cu纳米颗粒可从CO2、CO和H2混合物中催化合成甲醇,而对该反应没有活性的ZnO纳米颗粒的加入,却大大提高了反应的速率,真可谓是神乎其技!那么,问题就来了,why?
图1. Cu/ZnO/Al2O3催化剂表征
有鉴于此,Kuld等人通过理论和实验的结合,定量研究了Zn原子在Cu纳米颗粒表面的覆盖度是如何影响甲醇制备活性的。研究结果表明,活性提高和Zn原子在Cu纳米颗粒表面的迁移紧密相关,Zn原子在Cu纳米颗粒表面的覆盖度与甲醇合成活性具有定量的函数关系。也就是说,ZnO纳米颗粒的尺寸决定了Zn原子在Cu纳米颗粒表面的覆盖度,从而控制Cu纳米颗粒的活性。
总之,这项工作表明,由纳米颗粒尺寸决定的活性为二元体系中的协同作用提供了新的设计原则!
图2. Zn原子覆盖度
图3. 甲醇合成活性与Zn原子覆盖度的函数关系
参考文献:
Sebastian Kuld, Jens Sehested et al. Quantifying the promotion of Cu catalysts by ZnO for methanol synthesis. Science, 2016, 352, 969-974.
DOI: 10.1126/science.aaf0718
http://science.sciencemag.org/content/352/6288/969
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