L'équipe de recherche dirigée par le professeur Huang Weixin et Assoc. Le professeur Zhang Wenhua de l'Université des sciences et technologies de Chine de l'Académie chinoise des sciences, en collaboration avec le professeur Wang Ye de l'Université de Xiamen, étudiées sur les réactions d'hydrogénation de l'eau et du gaz (WGS) et du CO.

Ils ont observé la reconstruction in situ du catalyseur en fonction de la structure du Cu et de l'atmosphère de réaction, et déterminé que Cu Cu (100) -Interface ZnO hydroxylée et Cu Cu (611) L'alliage de Zn était les sites actifs du catalyseur Cu-ZnO pour la réaction WGS et l'hydrogénation du CO en réaction de méthanol, respectivement. Cette étude a été publiée dans Communication Nature .

Depuis l'introduction du concept de « site actif, " identifier la structure du site actif du catalyseur est devenu le " Saint Graal " dans la réaction catalytique hétérogène. Ce type de structure de site actif dépend de la réaction chimique catalysée.

Cu-ZnO-Al 2 O 3 Le catalyseur est largement utilisé dans le changement commercial de l'eau et du gaz (WGS, CO + H 2 O → CO 2 + H 2 ) et hydrogénation du CO en méthanol (CO + 2H 2 → CH 3 OH), cependant, les structures de sites actifs catalytiques de Cu-ZnO-Al 2 O 3 catalyseur de ces deux actions restent floues.

Dans cette étude, les chercheurs ont préparé le catalyseur ZnO / Cu bien structuré via une méthode de réduction de maintien de la morphologie basée sur le ZnO / Cu bien structuré 2 , et systématiquement étudié le comportement catalytique du catalyseur ZnO/Cu dans l'hydrogénation WGS et CO en méthanol à l'aide de la technologie de caractérisation in situ et du calcul théorique. Ils ont découvert que dans la réaction de changement de gaz d'eau, ZnO/c-Cu Cu (100) le catalyseur a montré l'activité catalytique la plus élevée, et ses performances catalytiques étaient positivement corrélées avec le nombre de Cu(I)Cu Cu (100) -Sites d'interface ZnO.

En outre, les chercheurs ont observé la formation in situ d'alliage CuZn dans la réaction d'hydrogénation du CO en méthanol. La formation d'alliage CuZn était positivement corrélée avec le nombre de sites de défauts de surface de Cu, et il s'est formé le plus facilement sur le site du défaut de surface de c- Cu Cu (100) (Cu (611)). Le taux de formation de méthanol catalysé par ZnO/Cu Cu (100) catalyseur est positivement corrélé avec le nombre de sites d'alliage CuZn. En combinant ces résultats avec le calcul théorique, les chercheurs ont déterminé que Cu Cu (611) L'alliage de zinc est le site actif catalytique.

Le professeur Huang a proposé le concept de « catalyseur modèle nanocristallin, " et a effectué des recherches sur la chimie de surface catalytique et déterminé les sites actifs de catalyseur et le mécanisme catalytique dans des conditions de réaction catalytique industrielle. Dans des travaux antérieurs, son groupe a étudié les nanocristaux structurés Cu2O/Cu, et une série de résultats ont été publiés dans Angewandte Chemie (en 2011, 2014, et 2019) et Communication Nature .