王晓东/乔波涛/李林Appl. Catal. B.: 氢化TiO2负载Ru在实际条件下用于CO的选择性甲烷化

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王晓东/乔波涛/李林Appl. Catal. B.: 氢化TiO2负载Ru在实际条件下用于CO的选择性甲烷化

CO选择性甲烷化(SMET)有望深度去除过量H2中的低浓度CO。然而，开发适用于实际条件的催化剂仍然是一个巨大的挑战。
中国科学院王晓东、乔波涛和李林等人通过使用氢化TiO2(H-TiO2)作为载体来开发高效SMET催化剂。
王晓东/乔波涛/李林Appl. Catal. B.: 氢化TiO2负载Ru在实际条件下用于CO的选择性甲烷化
H-TiO2负载的Ru催化剂可以在200°C-265°C的宽温度范围内以大于50%的选择性将CO去除至10ppm以下，并具有良好的长期稳定性。研究人员认为，从氢化的TiO2到Ru纳米粒子的更多电子转移促进了CO在低温下的活化和随后向CH4的转化。另一方面，从载体到界面处Ru位点的直接电子转移显着增强了CO在Ru-TiO2界面处的吸附，从而抑制了CO2解离为CO。
王晓东/乔波涛/李林Appl. Catal. B.: 氢化TiO2负载Ru在实际条件下用于CO的选择性甲烷化
原位XPS结合DFT计算表明，H-TiO2上降低的Ru价增强了金属表面和金属-载体界面上的CO吸附，分别增强了CO的活化和抑制了CO2的氢化，从而提高了催化剂的活性和选择性。该策略可以扩展到其他贵金属催化剂，从而为开发新催化剂和调节催化性能开辟了新途径。
Hydrogenated TiO2 Supported Ru for Selective Methanation of CO in Practical Conditions. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI:10.1016/j.apcatb.2021.120597

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