ACS Catalysis:时间分辨技术揭示MoS2催化氢化反应机理

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卡尔斯鲁厄理工学院Abhijeet Gaur、丹麦技术大学Martin Høj报道将调制激发光谱MESModulation excitation spectroscopy)与时间分辨XAS表征技术结合对Mo基{attr}3203{/attr}与Co促进催化剂作为加氢催化剂的详细催化反应机理,考察了H2S或者H2O影响条件作用对催化位点的催化活性影响。通过调控Co/Mo金属担载量,在含有H2S或者H2O的条件中与400-500 区间内表征反应的瞬态变化情况。



本文要点


要点1. Mo K-edge数据与MoS­2或者MoO3进行对比,发现对于Mo基和CoMo基催化剂都发现在H2O/MoS2转变过程中实现了氧化/硫化的可逆循环;

CoMo催化剂中,当提高金属担载量时,瞬态XASMo K-edgeCo K-edge表征结果说明,在MoCo位点上都发生S-O转变现象,但是26-47 %Co以稳定的CoAl2O4形式存在,未曾参与形成硫化物的过程。

要点2. 当存在多种Co的晶相(氧化物和硫化物)和较低的催化活性位点数目占Mo的原子比例较低时,瞬态XAS表征仍能够检测CoMo催化活性位点上的结构变化。通过谱线的强度进行表征和比较,发现提高反应温度Mo原子更容易发生S-O转变,Co能够改善MoS2的稳定性。在丙醇的催化反应中考察S-O交换反应的能力,发现H2O分子比丙醇有更高的亲和性吸附在硫化Mo位点。


Abhijeet Gaur,* Matthias Stehle, Marc-André Serrer, Magnus Zingler Stummann, Camille La Fontaine, Valérie Briois, Jan-Dierk Grunwaldt, and Martin Høj*, Using Transient XAS to Detect Minute Levels of Reversible S‑O Exchange at the Active Sites of MoS2‑Based Hydrotreating Catalysts: Effect of Metal Loading, Promotion, Temperature, and Oxygenate Reactant, ACS Catal. 2022, 12, 633-647
DOI: 10.1021/acscatal.1c04767
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c04767


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