文章摘要简介

复合Ni-Y2O3催化剂在中温水煤气变换反应（MT-WGS）过程中原位形成丰富的活性Ni-NiOx-Y2O3界面，在300°C时，CO转化率达到140.6 μmolCO gcat-1 s-1，这是镍基催化剂的最高活性。通过像差校正电子显微镜、原位Raman以及原位XRD对Ni-NiOx-Y2O3界面进行了清楚地表征。结合DFT计算结果表明，Y2O3有助于H2O在Ni-NiOx-Y2O3界面处的解离，从而促进WGS反应中的这一限速步骤。

背景介绍

金属-载体界面在结构稳定性和高效催化活性方面表现出显著的作用，因此在催化应用中一直对金属-载体的界面结构进行研究。金属-稀土氧化物界面特别有趣，这些早期过渡阳离子具有高亲电性，是强路易斯酸，因此与路易斯碱性分子（如H2O或NH3）具有很强的结合力。但是，它们很少在基于H2O或NH3的反应中进行研究，例如水煤气变换（WGS）反应。在中温水煤气变换反应中（MT-WGS）开发有效且稳定的催化界面是替代现有级联高温-低温水煤气变换过程的实用路线。

图文解析

只有当Ni和Y的摩尔比为9：1时（Ni9Y1Ox），才可以在MT-WGS过程中原位形成独特的Ni-NiOx-Y2O3界面。因此，Ni9Y1Ox表现出优异的催化性能，且对防止催化剂的烧结起到了关键作用。