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原位动态高分辨电子显微镜研究CO2加氢制甲醇模型催化剂:缺陷调控催化剂表界面结构及反应特性

批准号:
21976059
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
陈礼敏
依托单位:
学科分类:
大气污染与控制化学
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈礼敏

项目摘要

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项目成果

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中文摘要
针对CO2加氢制甲醇反应性能严重依赖于催化剂的缺陷,申请者基于缺陷调控关键物种交互作用原理,拟通过等离子体技术调控TiO2(001)纳米片缺陷、原子层沉积法负载Cu和CeOx,构建新型高效Cu/CeOx/TiO2纳米片模型催化剂。利用原位聚光镜球差校正扫描透射电子显微镜结合常规原位表征技术对催化剂表界面结构、反应特性进行原位、动态、高时空分辨的研究,多尺度揭示反应条件下铈、钛、氧空位、铜等关键物种间的交互作用机制,实现反应条件下关键物种快速协同转化迁移,结合反应性能获得催化剂表界面活性位的微观结构,阐明CO2活化与定向转化机制,最终基于缺陷化学从原子尺度提出CO2高效制甲醇催化剂的构建规律。研究成果将深化缺陷化学,发展通过缺陷调控精准设计与构建催化剂表界面局域原子和电子结构的新方法;发展原位动态高时空分辨的表征新技术和新理论;同时还有助于缓解全球气候变暖和提供安全可行的可再生能源存储技术。
英文摘要
In view of the reaction performance of CO2 hydrogenation to methanol is heavily dependent on the catalyst defects, based on the principle that the defect regulates the interactions of key species, the plasma technology is used to regulate the surface defects of TiO2 (001) nanosheets, and ALD method is utilized to load Cu and CeOx in order to construct a new high-efficiency Cu/CeOx/TiO2 nano-sheet catalyst. The surface structures and reaction characteristics of model catalysts are intended to be studied with in-situ dynamic high spatial and temporal resolution characterization technique, in situ spherical aberration corrected scanning electron microscopy. The mechanism of migration, transformation and interaction between various defects and different Cu species will be revealed at atomic scale. The rules of defect-regulated catalyst surface-interface microstructure will be established. The precise design and construction rules of the local atomic and electronic structures on the surface will be acquired, and the microstructures of the active sites of the catalysts will be obtained. The mechanism of CO2 activation and directional conversion will be elucidated to achieve low-energy and high-efficiency conversion to methanol. The research results will deepen defect chemistry, develop new methods to precisely control the surface and interface microstructures of catalysts through defects, develop new techniques and theories of in-situ dynamic high spatial-temporal resolution characterization, and also contribute to mitigating global warming and providing safe and feasible renewable energy storage technologies.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Reverse water-gas shift in a packed bed DBD reactor: Investigation of metal-support interface towards a better understanding of plasma catalysis
填充床 DBD 反应器中的反向水煤气变换:研究金属-载体界面以更好地理解等离子体催化
DOI: 10.1016/j.apcata.2019.117407
发表时间: 2020-02
期刊: APPLIED CATALYSIS A-GENERAL
影响因子: 5.5
作者: [Sun Yuhai, Li Jingjing, Chen Peirong, Wang Bangfen, Wu Junliang, Fu Mingli, Chen Limin, Ye Daiqi]
通讯作者: Ye Daiqi
DOI: 10.3390/catal10050533
发表时间: 2020-05
期刊: Catalysts
影响因子: 3.9
作者: [Jinjun Wen;Chunlei Huang;Yuhai Sun;L. Liang;Yudong Zhang;Yujun Zhang;Mingli Fu;Junliang Wu;Limin Chen;D. Ye]
通讯作者: Jinjun Wen;Chunlei Huang;Yuhai Sun;L. Liang;Yudong Zhang;Yujun Zhang;Mingli Fu;Junliang Wu;Limin Chen;D. Ye
DOI: --
发表时间: 2023
期刊: Applied Catalysis B: Environmental
影响因子:
作者: [Ziyang Chen, Jinjun Wen, Yu Zeng, Mengyuan Li, Yukun Tian, Fan Yang, Molly Meng-Jung Li, Peirong Chen, haomin Huang, Daiqi Ye, Limin Chen]
通讯作者: Limin Chen
Cu Catalyst Supported on Nitrogen and Phosphorus Co-Doped Carbon Nanosheets for Homocoupling of Terminal Alkynes Using CO2 as a Soft Oxidant
氮磷共掺杂碳纳米片负载的 Cu 催化剂用于使用 CO2 作为软氧化剂进行末端炔烃的均偶联
DOI: 10.1021/acsanm.1c00431
发表时间: 2021-05
期刊: ACS Applied Nano Materials
影响因子: 5.9
作者: [Wan Weihao, Lin Chuncheng, Qiao Yan, Chen Limin, Chen Jinzhu]
通讯作者: Chen Jinzhu
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    以火电厂烟气为碳源制备绿色甲醇Cu-ZnO-Al2O3催化剂的SO2中毒机制研究
    • 批准号:
      --
    • 项目类别:
      省市级项目
    • 资助金额:
      15.0万元
    • 批准年份:
      2024
    • 负责人:
      陈礼敏
    • 依托单位:
    CO2氧化乙烷脱氢制乙烯特定结构Co基催化剂的构筑及催化性能研究
    • 批准号:
      --
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      54万元
    • 批准年份:
      2022
    • 负责人:
      陈礼敏
    • 依托单位:
    缺陷调控CO2加氢制甲醇模型催化剂表界面结构及反应特性的动态可视化研究
    • 批准号:
      --
    • 项目类别:
      省市级项目
    • 资助金额:
      10.0万元
    • 批准年份:
      2019
    • 负责人:
      陈礼敏
    • 依托单位:
    CO2加氢制甲醇模型催化剂的构建及其表界面结构调控与反应特性的研究
    • 批准号:
      91645119
    • 项目类别:
      重大研究计划
    • 资助金额:
      75.0万元
    • 批准年份:
      2016
    • 负责人:
      陈礼敏
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金