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王曉東/喬波濤/李林Appl. Catal. B.: 氫化TiO2負(fù)載Ru在實(shí)際條件下用于CO的選擇性甲烷化

CO選擇性甲烷化(SMET)有望深度去除過量H₂中的低濃度CO。然而，開發(fā)適用于實(shí)際條件的催化劑仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

中國(guó)科學(xué)院王曉東、喬波濤和李林等人通過使用氫化TiO₂(H-TiO₂)作為載體來開發(fā)高效SMET催化劑。

王曉東/喬波濤/李林Appl. Catal. B.: 氫化TiO2負(fù)載Ru在實(shí)際條件下用于CO的選擇性甲烷化

H-TiO₂負(fù)載的Ru催化劑可以在200°C-265°C的寬溫度范圍內(nèi)以大于50%的選擇性將CO去除至10ppm以下，并具有良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。研究人員認(rèn)為，從氫化的TiO₂到Ru納米粒子的更多電子轉(zhuǎn)移促進(jìn)了CO在低溫下的活化和隨后向CH₄的轉(zhuǎn)化。另一方面，從載體到界面處Ru位點(diǎn)的直接電子轉(zhuǎn)移顯著增強(qiáng)了CO在Ru-TiO₂界面處的吸附，從而抑制了CO₂解離為CO。

原位XPS結(jié)合DFT計(jì)算表明，H-TiO₂上降低的Ru價(jià)增強(qiáng)了金屬表面和金屬-載體界面上的CO吸附，分別增強(qiáng)了CO的活化和抑制了CO₂的氫化，從而提高了催化劑的活性和選擇性。該策略可以擴(kuò)展到其他貴金屬催化劑，從而為開發(fā)新催化劑和調(diào)節(jié)催化性能開辟了新途徑。

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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