Enhanced low temperature catalytic activity for toluene oxidation over core-shell LaMnO3@α-MnO2 catalyst with oxygen vacancies
Enhanced low temperature catalytic activity for toluene oxidation over core-shell LaMnO3@α-MnO2 catalyst with oxygen vacancies
复制标题
氧空位核壳LaMnO3@α-MnO2催化剂增强甲苯氧化低温催化活性
DOI：
10.1016/j.chphi.2022.100117
复制
发表时间：
2022-10
影响因子：
2.2
通讯作者：
Haibao Huang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jing Huang;Ruimei Fang;Xinyue Huang;Xiao'ai Luo;Yanjuan Sun;Fan Dong;Haibao Huang
在MnO 2基复合氧化物催化剂上引入氧空位是提高催化剂在多相反应（如挥发性有机物（VOCs）氧化反应）中活性的有效途径。采用水热法制备了核壳结构LaMnO3@α-MnO 2催化剂，并将其用于甲苯氧化反应。不规则核壳结构的L@M-10催化剂表现出优异的低温催化活性和稳定性，在200 °C时达到100%的甲苯去除率。即使在五个重复循环之后，起燃温度（T50）和完全转化温度（T90）也分别为235 ° C和271 °C。L@M-10样品的界面效应促进了氧空位的产生，有利于活性氧物种的形成。结合原位DRIFTS结果，提出了甲苯在L@M-10催化剂上氧化反应的可能机理。L@M-10样品的开环反应速度快，羧酸或酸酐快速转化为CO2和H2O，说明其具有上级的催化性能和稳定性。本工作重点研究了界面效应对LaMnO3@α-MnO 2催化剂甲苯氧化活性和稳定性的影响，为界面效应在热催化反应中的应用提供了新的思路。
Engineering oxygen vacancies is an effective strategy to enhance the catalytic activity of MnO2based composite oxides in heterogenous reactions, such as volatile organic compounds (VOCs) oxidation reaction. Core-shell structure LaMnO3@α-MnO2catalysts were prepared by hydrothermal method via varying the concentrations of LaMnO3and used in toluene oxidation reaction. Irregular core-shell structure L@M-10 catalyst exhibits excellent low temperature catalytic activity and stability, achieving 100% toluene removal efficiency at 200 °C. The light-off temperature (T50) and complete conversion temperature (T90) are 235 and 271 °C even after five repetitive cycles, respectively. The interfacial effect of L@M-10 sample promotes the generation of oxygen vacancies, facilitating the formation of active oxygen species. A possible oxidation reaction mechanism of toluene over L@M-10 catalyst was proposed in combination with thein-situDRIFTS results. Fast ring-opening reaction and quick transformation of carboxylate or anhydride species into final products CO2and H2O explains the superior catalytic property and stability of L@M-10 sample. This work highlights the effect of interface on the catalytic activity and stability of LaMnO3@α-MnO2catalyst towards toluene oxidation and can offer a new insight into the utilization of interfacial effect in thermocatalytic reactions.
登录
查看更多内容
用于生长具有增强催化氧化活性的过渡金属氧化物（MnO2、Co3O4、NiO）纳米晶体的限制性纳米反应器
影响因子：
3.7
作者：
Tang Wenxiang;Deng Yuzhou;Li Wenhui;Li Shuangde;Wu Xiaofeng;Chen Yunfa
通讯作者：
Chen Yunfa
一种有效的锰钴混合氧化物催化剂，用于环己烷与分子氧的无溶剂选择性氧化
DOI：
10.1016/j.apcata.2016.06.001
发表时间：
2016-08
期刊：
Applied Catalysis A: General
影响因子：
--
作者：
Wu Mingzhou;Zhan Wangcheng;Guo Yanglong;Guo Yun;Wang Yunsong;Wang Li;Lu Guanzhong
通讯作者：
Lu Guanzhong
先进 Co3O4/CeO2 纳米杂化物的二维电子气和氧空位诱导的高析氧性能
影响因子：
29.4
作者：
Liu, Ying;Ma, Chao;Dai, Zhihui
通讯作者：
Dai, Zhihui
通过金属掺杂调节 MnO2 的氧空位浓度以改善甲苯氧化
影响因子：
13.6
作者：
Dong, Cui;Qu, Zhenping;Ren, Yewei
通讯作者：
Ren, Yewei
Pt/CeO2催化剂催化氧化甲苯的形貌效应
影响因子：
15.1
作者：
Peng, Ruosi;Sun, Xibo;Ye, Daiqi
通讯作者：
Ye, Daiqi