​北化工ACS Catalysis:用于乙炔选择性加氢的PdAg催化剂的设计

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Pd基催化剂普遍用于选择性加氢反响,此中外表布局被发明是进步目的产品收率的要害要素。但是,对公道设计Pd基催化剂外表布局及其催化功能的展望模子的研讨很少。


基于此,北京化工大学程道建传授(通讯作者)等人以PdAg双金属催化乙炔选择性加氢为探针反响,联合密度泛函实际盘算和微动力学模子,基于布局形貌符展现了PdAg双金属的布局-功能干系,定性地反应了配体效应和应力效应对反响物吸附的影响。
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起首创建了具有3种原子分列的PdAg双金属催化剂板坯模子,分为Ag修饰Pd宿主(Agx@Pd,x = 1-8),Pd修饰Ag宿主(Pdy@Ag,y = 1-8)和PdAg合金(Ag/Pd = 1/3,1/1和3/1)。每个双金属外表的构成能都低于纯Pd的构成能,因而一切双金属外表都是波动的。
随着C2H2和H的共吸附,大局部Agx@Pd和Pdy@Ag的偏析能为正值,意味着大少数系统很大概产生偏析并构成混淆的PdAg外表。但是关于PdAg合金,偏析能均为负值,标明原始布局的抗偏析波动性。
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基于最波动的PdAg外表构型,研讨了C2H2选择性氢化途径。大少数模子中天生CHCH3的能垒高于C2H4,而天生C2H4的速率决议步调是C2H2的第一个加氢步调。
关于PdAg合金,Pd1Ag3在C2H2加氢第一步中的能垒最低(0.12 eV)。随着Agx@Pd和Pdy@Ag中Ag和Pd的增长,C2H4产率出现先上升后降落的趋向。PdAg合金也体现出相反的火山形趋向,此中Pd1Ag3在这种原子分列中具有最高的乙烯产率。
Rational Design of PdAg Catalysts for Acetylene Selective Hydrogenation via Structural Descriptor-based Screening Strategy. ACS Catal.2022, DOI: 10.1021/acscatal.2c05498.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.2c04918.




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