CO2からメタノールへの水素化のためのゼオライトカプセル化超腫cu/Znoxナノ粒子

CO2のメタノールへの選択的水素化は、温室効果を緩和し、エネルギー需要補助不足を解くための「2つの鳥、1つの石」技術です。Cuベースの触媒は、この反応を効果的に触媒する可能性がありますが、Cu種の焼結によって引き起こされる触媒の安定性が低いことに苦しんでいます。ここでは、一連のゼオライト固定触媒Cu/Znox（y）@na-zsm-5（yは触媒中のCu/Znの質量比）を報告し、この問題を克服し、変換を強化するコアシェル構造と。魅力的なことに、この作業では、最初に犠牲剤としてバイメタル金属有機フレームワークであるcuzn-hkust-1、nano粒子（NP）を採用剤として採用して、超波Cu/Znox NP（〜2 nm）をNa-ZSMの結晶粒子に導入しました。-5熱水合成法によるゼオライト。触媒の結果は、最適化されたゼオライトにカプセル化されたcu/znox(1.38)@na-zsm-5触媒が44.88 Gmeoh・Gcu-1・H-1のメタノール（stymeoh）の時空時間収量を示すことを示しました。サポートされているCu/Znox/Na-ZSM-5触媒（13.32GMEOH・GCU-1・H-1）および同一の条件下での産業Cu/ZnO/Al2O3触媒（8.46 GMEOH・GCU-1・H-1）。複数の研究により、ゼオライトの型枠に閉じ込められていると、アクティブフェーズが相乗効果を生み出し、Cu-Znox界面の分離を避けるための親密な周囲を提供することが実証され、パフォーマンスが向上します。さらに重要なことに、長期テストでは、cu/znox(1.38)@na-zsm-5触媒は、固定構造の恩恵を受ける優れた耐久性を備えた一定のstymeohを示しました。現在の調査結果は、非常に効率的で安定したメタノール合成触媒の設計における閉じ込め効果の重要性を示しています。

Selective hydrogenation of CO2 to methanol is a "two birds, one stone" technology to mitigate the greenhouse effect and solve the energy demand-supply deficit. Cu-based catalysts can effectively catalyze this reaction but suffer from low catalytic stability caused by the sintering of Cu species. Here, we report a series of zeolite-fixed catalysts Cu/ZnOx(Y)@Na-ZSM-5 (Y is the mass ratios of Cu/Zn in the catalysts) with core-shell structures to overcome this issue and strengthen the transformation. Fascinatingly, in this work, we first employed bimetallic metal-organic framework, CuZn-HKUST-1, nanoparticles (NPs) as a sacrificial agent to introduce ultrasmall Cu/ZnOx NPs (∼2 nm) into the crystalline particles of the Na-ZSM-5 zeolite via a hydrothermal synthesis method. The catalytic results showed that the optimized zeolite-encapsulated Cu/ZnOx(1.38)@Na-ZSM-5 catalyst exhibited the space time yield of methanol (STYMeOH) of 44.88 gMeOH·gCu-1·h-1, much more efficient than the supported Cu/ZnOx/Na-ZSM-5 catalyst (13.32 gMeOH·gCu-1·h-1) and industrial Cu/ZnO/Al2O3 catalyst (8.46 gMeOH·gCu-1·h-1) under identical conditions. Multiple studies demonstrated that the confinement in the zeolite formwork affords an intimate surrounding for the active phase to create synergies and avoid the separation of Cu-ZnOx interfaces, which results in an improved performance. More importantly, in the long-term test, the Cu/ZnOx(1.38)@Na-ZSM-5 catalyst exhibited constant STYMeOH with superior durability benefitted from its fixed structure. The current findings demonstrate the importance of confinement effects in designing highly efficient and stable methanol synthesis catalysts.