Углекислотная конверсия метана в монооксид углерода на катализаторе NiO/ZrO

механизм действия ZrO2
ZrO2 или диоксид циркония является обычно используемым материалом носителя для катализаторов, в том числе в катализаторе NiO/ZrO2/Al2O3 для превращения метана и диоксида углерода в монооксид углерода. Механизм действия ZrO2 в качестве носителя катализатора включает несколько стадий.

Во-первых, активные частицы NiO диспергируются на поверхности ZrO2, обеспечивая высокую плотность активных центров для протекания реакции. Носитель ZrO2 также обеспечивает большую площадь поверхности и термическую стабильность, что помогает поддерживать целостность структуры катализатора и предотвращает дезактивацию активных частиц NiO.

Затем носитель ZrO2 может взаимодействовать с молекулами реагентов и способствовать их адсорбции на активных центрах NiO. Это происходит посредством процесса, называемого переливом, при котором адсорбированные реагенты диффундируют с поверхности ZrO2 к активным центрам NiO.

Как только реагенты адсорбируются на активных центрах NiO, подложка из ZrO2 также может способствовать активации молекул реагентов, обеспечивая место дефекта кислородной вакансии. Этот участок дефекта может помочь стабилизировать адсорбированные виды реагентов и облегчить образование промежуточных соединений, связанных с поверхностью.

Наконец, носитель ZrO2 также может участвовать в самом механизме реакции, способствуя образованию и реакции связанных с поверхностью интермедиатов. Например, в случае превращения метана и двуокиси углерода в окись углерода носитель ZrO2 может способствовать образованию и реакции поверхностно-связанных промежуточных соединений, таких как образование поверхностно-связанных метокси-частиц.

В целом механизм действия ZrO2 в качестве носителя катализатора включает его способность взаимодействовать с активными частицами NiO, способствовать адсорбции и активации молекул реагентов и участвовать в самом механизме реакции, облегчая образование и взаимодействие поверхностно-связанных соединений. промежуточные продукты. Это сложное взаимодействие между активными частицами NiO и носителем ZrO2 способствует повышению каталитической активности катализатора NiO/ZrO2/Al2O3 и повышению эффективности превращения метана и диоксида углерода в монооксид углерода.