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​北化工ACS Catalysis：用于乙炔选择性加氢的PdAg催化剂的设计

时间：2023-01-02 来源： 浏览：

​北化工ACS Catalysis：用于乙炔选择性加氢的PdAg催化剂的设计

原创 Hao 催化开天地
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Pd基催化剂广泛用于选择性加氢反应，其中表面结构被发现是提高目标产物收率的关键因素。然而，对合理设计Pd基催化剂表面结构及其催化性能的预测模型的研究很少。
基于此， 北京化工大学程道建教授（通讯作者）等人 以PdAg双金属催化乙炔选择性加氢为探针反应，结合密度泛函理论计算和微动力学模型，基于结构描述符揭示了PdAg双金属的结构-性能关系，定性地反映了配体效应和应力效应对反应物吸附的影响。
首先建立了具有3种原子排列的PdAg双金属催化剂板坯模型，分为Ag修饰Pd宿主（Ag x @Pd，x = 1-8），Pd修饰Ag宿主（Pd y @Ag，y = 1-8）和PdAg合金（Ag/Pd = 1/3，1/1和3/1）。每个双金属表面的形成能都低于纯Pd的形成能，因此所有双金属表面都是稳定的。
随着C 2 H 2 和H的共吸附，大部分Ag x @Pd和Pd y @Ag的偏析能为正值，意味着大多数体系很可能发生偏析并形成混合的PdAg表面。然而对于PdAg合金，偏析能均为负值，表明原始结构的抗偏析稳定性。
基于最稳定的PdAg表面构型，研究了C 2 H 2 选择性氢化路径。大多数模型中生成CHCH 3 的能垒高于C 2 H 4 ，而生成C 2 H 4 的速率决定步骤是C 2 H 2 的第一个加氢步骤。
对于PdAg合金，Pd 1 Ag 3 在C 2 H 2 加氢第一步中的能垒最低（0.12 eV）。随着Ag x @Pd和Pd y @Ag中Ag和Pd的增加，C 2 H 4 产率呈现先上升后下降的趋势。PdAg合金也表现出相同的火山形趋势，其中Pd 1 Ag 3 在这种原子排列中具有最高的乙烯产率。
Rational Design of PdAg Catalysts for Acetylene Selective Hydrogenation via Structural Descriptor-based Screening Strategy. ACS Catal. , 2022 , DOI: 10.1021/acscatal.2c05498.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.2c04918 .
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