ACS Catalysis：Ni-Cu基催化剂上甲醇蒸气重整制氢机理研究

甲醇蒸气重整（MSR）使用的Ni-Cu催化剂具有成本低和对CO₂和H₂选择性高的优点，使其成为甲醇制氢的理想催化剂。此外，双金属Ni-Cu合金阻止了不良甲烷、CO和焦炭的产生。

基于此，葡萄牙波尔图大学José L. C. Fajín（通讯作者）等人报道了通过密度泛函理论（DFT）计算研究了Ni-Cu表面的全MSR机理，进一步解释了它们对该反应的高活性和高选择性。

通过研究其所有可能的反应路线，特别是在水煤气转换（WGS）反应之后实现甲醇分解和导致从甲醇直接形成CO₂的路线，进一步了解Ni-Cu催化剂上的MSR机制。

作者还考虑了导致甲烷和焦炭形成的途径，以找出Ni-Cu催化剂限制其形成的原因。提出的密度泛函理论（DFT）计算等理论方法用于研究各种催化表面上的不同SR路线，即 Ru(0001)、PdZn(111)、ZnCu(111)、Co(0001)和Co(111)、Cu(111)或其他TM(111)和TM(100)表面，其中TM=Ag、Au、Cu、Pt、Pd、Ir、Rh和Ni。DFT计算也已用于相反过程的研究，即CO或CO₂加氢生成甲醇，显示了Ni-Cu催化剂催化此类反应的潜力。

此外，MSR在Ni-Cu表面的演变主要是通过催化表面上的甲醇分解，然后是WGS反应，该反应将甲醇分解获得的CO转化为CO₂和额外的H₂。甲醇直接生成CO₂应是催化剂中存在梳状表面的少数途径。最重要的是，Ni-Cu合金抑制了甲烷和焦炭的形成，而CO物种的高解吸屏障避免了其产生。

总之，本研究收集的信息以及对这些表面上MSR反应机理的深入了解将有助于未来设计改进的Ni-Cu合金基甲醇制氢催化剂。

Insights into the Mechanism of Methanol Steam Reforming for Hydrogen Production over Ni-Cu-Based Catalysts. ACS Catal., 2021, DOI: 10.1021/acscatal.1c03997.

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c03997.

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ACS Catalysis：Ni-Cu基催化剂上甲醇蒸气重整制氢机理研究

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