王凤龙/温晓东Adv. Sci.：Ir-CoO/Al2O3实现高效持久的CO2制取甲烷
王凤龙/温晓东Adv. Sci.：Ir-CoO/Al2O3实现高效持久的CO2制取甲烷
catalysisworld
催化开天地（Catalysis Opens New World），分享催化基本知识，关注催化前沿研究动态，我们只专注于催化！
【做计算 找华算】 理论计算助攻顶刊，10000+成功案例，全职海归技术团队、正版商业软件版权！
经费预存选华算，高至15%预存增值！
目前，光热催化CO 2 加氢是广泛研究的最有前途的方法之一，在温和条件下CO 2 转化为增值化学品，但是实现理想的转换效率和目标产品选择性仍然具有挑战性。
基于此， 山东大学王凤龙教授和中科院山西煤炭化学研究所 温晓东研究员等人 报道了由Ir/CoAl LDH复合材料衍生制备的Ir-CoO/Al 2 O 3 催化剂，用于光热CO 2 制取甲烷，该催化剂由Ir-CoO系综作为活性中心，均匀地锚定在非晶态Al 2 O 3 纳米片上。在250 °C环境压力和可见光照射下，CH 4 产率达到128.9 mmol g cat -1 h -1 ，优于大多数报道的金属基催化剂。
通过DFT计算，作者研究了CO 2 在Ir表面和Ir-CoO界面上的吸附行为。优化后的CO 2 在Ir表面和Ir-CoO界面上的吸附几何图发现，Ir面C-O键长从1.16 Å增加到1.22 Å和1.33 Å，键角从180°减小到142.4°；Ir-CoO界面C-O键长分别增大到1.28 Å和1.29 Å，键角减小到127.2°，表明CO 2 分子在Ir-CoO界面更容易解离。因此，Ir-CoO界面被认为是CO 2 分子最活跃的吸附位点。
此外，作者还通过DFT计算探讨了H 2 分子在Ir纳米颗粒表面的吸附行为。通过构造Ir(111)和Ir(111)-CoO的几何图形，分别记为[Ir(111)]和[Ir(111)] - ，模拟了带中性电荷和负电荷的Ir表面。
H 2 在[Ir(111)]和[Ir(111)] - 表面上的优化几何形状，并模拟了相应的键长和吸附能，表明H 2 更容易吸附在[Ir(111)] - 表面上。H 2 分子的σ*反键轨道可以接受来自带负电荷的Ir表面的电子，将使吸附的H 2 解离成H物种，H物种很容易与吸附的CO2分子反应，从而引发加氢过程。
Ir-CoO Active Centers Supported on Porous Al 2 O 3 Nanosheets as Efficient and Durable Photo-Thermal Catalysts for CO 2 Conversion. Adv. Sci., 2023 , DOI: 10.1002/advs.202300122.
https://doi.org/10.1002/advs.202300122.
点击阅读原文，提交计算需求！