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Accès ouvert déclaré 2023 article

Elucidation of the Reverse Water–Gas Shift Reaction Mechanism over an Isolated Ru Atom on CeO2(111)

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Le résumé fourni par la source

High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide Ru/CeO 2 single-atom catalysts (SAC) are highly selective for the hydrogenation of CO 2 to CO. In this study, we developed a molecular-level understanding of the reverse water–gas shift (rWGS) reaction over Ru/CeO 2 SAC using density functional theory in conjunction with microkinetic modeling. A reaction mechanism network involving different Ru states was constructed. Starting from a Ru single atom coordinating to three lattice oxygen atoms of ceria (denoted as RuO 3 ), RuO 3 can be hydrogenated to Ru(OH) 3 -(OH) through hydrogen spillover or reduced to RuO 2 (Ov). Direct and H-assisted CO 2 dissociation mechanisms are taken into account. Microkinetics simulations indicate that Ru(OH) 3 -(OH) is the dominant active site in the low-temperature regime. The presence of hydroxyl species in Ru(OH) 3 -(OH) promotes the dissociation of CO 2 and water formation. The promoting effect of hydroxyl groups is caused by enhanced charge donation of Ru to antibonding orbitals of CO 2 . At elevated temperatures, a Mars-van Krevelen mechanism is preferred due to the facile formation of oxygen vacancies. Overall, our findings provide insight into the role of spillover H species in the rWGS reaction on Ru/CeO 2 SAC and the change in active sites with reaction temperature.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé, mais le titre doit être comparé manuellement.

Titre Crossref
Elucidation of the Reverse Water–Gas Shift Reaction Mechanism over an Isolated Ru Atom on CeO<sub>2</sub>(111)
Date Crossref
05/10/2023
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

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