Operando XAS and DFT Uncover Structure-Performance Relationships in Re/TiO 2 for Selective CO 2 Hydrogenation to Methanol
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Le résumé fourni par la source
High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide The conversion of CO 2 into value-added chemicals, such as methanol, offers a promising pathway toward a renewable energy future. However, a precise kinetic control and a highly selective catalyst are necessary to overcome the thermodynamic preference for CO 2 hydrogenation to methane. Rhenium-based catalysts, particularly Re/TiO 2, demonstrate high activity and selectivity for methanol under high-pressure conditions. For example, at 100 bar and 200 °C, a methanol selectivity of 97–99% was obtained. Catalysts with 1 wt % Re and 5 wt % Re/TiO 2 were used to study the effect of cluster sizes. At 250 °C, the 1 wt % catalyst achieves 97% selectivity at 23% conversion, whereas 5 wt % Re/TiO 2 achieves 74% selectivity at 40% conversion, corresponding to a drop in space-time yield from 65 to 16 g CH 3 OH ·g Re –1 ·h –1, respectively. X-ray absorption spectroscopy provided insights into the structure of the active sites, while density functional theory calculations revealed the effects of cluster size on the energy barriers for H 2 activation, CH 3 OH dissociation, and CH 3 OH desorption, all of which directly influence conversion and selectivity. These results underscore the importance of balancing cluster size for optimal catalyst performance and provide insights into the design of efficient and selective catalysts for renewable methanol production.
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Le contrôle bibliographique ouvert
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- Titre Crossref
- Operando XAS and DFT Uncover Structure-Performance Relationships in Re/TiO <sub>2</sub> for Selective CO <sub>2</sub> Hydrogenation to Methanol
- Date Crossref
- 04/11/2025
- Éditeur
- American Chemical Society (ACS)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Universidade de São Paulo Departamento de Química Fundamental pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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SLAC National Accelerator Laboratory Stanford Synchrotron Radiation Lightsource pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Stanford Synchrotron Radiation Lightsource pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Departamento de Química Fundamental — Universidade de São Paulo, Stanford Synchrotron Radiation Lightsource — SLAC National Accelerator Laboratory et Stanford Synchrotron Radiation Lightsource.
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