结构诱导富集氧空位的空心Co3O4催化CO高效氧化(英文)

作者：陈芝杰; 王亚晶; 梁倩楠; 陈立宇; 詹伟腾; 李映伟^*

来源：Science China-Materials, 2020, 63(02): 267-275.

• CO oxidation
• metal-organic frameworks
• cobalt oxide
• hollow structure
• oxygen vacancy CO oxidation
• oxygen vacancy

四氧化三钴(Co3O4)被认为是一种具有应用前景的CO氧化催化剂.根据Mars-van Krevelen机理, Co3O4的氧空位对提高催化活性起到非常重要的作用.本文提出一种新颖的结构诱导策略以制备具有丰富氧空位的空心Co3O4,实现高效CO氧化.通过还原-氧化热解过程,金属有机骨架前驱体(如ZIF-67)被转化成镶嵌有空心Co3O4颗粒的空心碳壳材料.空心Co3O4颗粒具有丰富的氧空位,在130°C时能催化CO完全氧化转化,远低于实心Co3O4材料的完全转化温度(220°C).此外,空心碳壳结构可以降低氧化过程中的分子扩散阻力.得益于其独特的中空结构, H-Co3O4@H-C在高达240,000 m L h–1gcat.–1的空速下显示出与贵金属催化剂相媲美的活性.此外, H-Co3O4@H-C催化剂也显示出良好的稳定性,反应24 h后活性才略微下降.

• 单位
  华南理工大学