S'abonner

Water splitting as a tool for obtaining insight into metal–support interactions in catalysis - 27/02/16

Doi : 10.1016/j.crci.2015.11.020 
Nicolas Bion, Daniel Duprez
 University of Poitiers, CNRS, Institut de Chimie des Milieux et Matériaux de Poitiers (IC2MP), 4, rue Michel-Brunet, TSA 51106, 86073 Poitiers cedex 9, France 

Corresponding author.

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
Article gratuit.

Connectez-vous pour en bénéficier!

Sous presse. Épreuves corrigées par l'auteur. Disponible en ligne depuis le Saturday 27 February 2016
Cet article a été publié dans un numéro de la revue, cliquez ici pour y accéder

Abstract

This review is focused on the use of the water splitting reaction for characterizing oxygen vacancies in supported metal catalysts and more generally to get insight into the high-temperature modifications of metal–support interactions. Three supports widely used in catalysis are considered, namely alumina, silica and ceria. The catalysts were reduced at temperatures TR ranging from 200 to 1000 °C. The reaction with water was carried out at temperatures TOX ranging from 100 to 1000 °C. In every case, the metal (Rh or Pt) was chosen among those which are not oxidizable by water. Extensive investigations of the reactivity of water with unsupported metals and films confirmed this choice. The reaction is then selective for the titration of O vacancies, generally associated with reduced cations of the support. On alumina-supported catalysts, reduction at TR > 600 °C leads to the formation of oxygen vacancies strictly confined to the periphery of metal particles. The amount of hydrogen produced QH is coherent with the peripheral oxygen density. Reduction of silica-supported catalysts at TR > 600 °C generates metal silicides that can be selectively destroyed by water with reformation of silica and metal nanoparticles. Oxygen vacancies are formed on ceria catalysts at 200 °C. These oxygen vacancies are confined to the surface up to 600 °C. At higher temperatures, oxygen vacancies are formed in the bulk: about 50% of CeO2 would be reduced at 900 °C. The amount of H2 produced by reaction with water is thus very high on metal-ceria catalysts. At TR > 900 °C, metal cerides start to form. Remarkably, a significant reactivity of H2O on a Rh/CeO2 catalyst reduced at 850 °C is recorded as of 100 °C. However, the quantitative titration of oxygen vacancies required temperatures TOX > 500 °C. As a rule, the technique of water splitting allows the detection of 1 μmol g−1 of oxygen vacancies, i.e. a few 0.1% of the surface in the case of reducible oxides of 10–20 m2 g−1.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Graphical abstract




Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Water splitting, Oxygen vacancies, Hydrogen formation, Metal–oxide interfaces, Metal-silica, Rhodium silicides, Platinum silicides, Rh/ceria, Reduction of ceria, Rhodium cerides


Plan


© 2016  Publié par Elsevier Masson SAS de la part de Académie des sciences.
Ajouter à ma bibliothèque Retirer de ma bibliothèque Imprimer
Export

    Export citations

  • Fichier

  • Contenu

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.

Mon compte


Plateformes Elsevier Masson

Déclaration CNIL

EM-CONSULTE.COM est déclaré à la CNIL, déclaration n° 1286925.

En application de la loi nº78-17 du 6 janvier 1978 relative à l'informatique, aux fichiers et aux libertés, vous disposez des droits d'opposition (art.26 de la loi), d'accès (art.34 à 38 de la loi), et de rectification (art.36 de la loi) des données vous concernant. Ainsi, vous pouvez exiger que soient rectifiées, complétées, clarifiées, mises à jour ou effacées les informations vous concernant qui sont inexactes, incomplètes, équivoques, périmées ou dont la collecte ou l'utilisation ou la conservation est interdite.
Les informations personnelles concernant les visiteurs de notre site, y compris leur identité, sont confidentielles.
Le responsable du site s'engage sur l'honneur à respecter les conditions légales de confidentialité applicables en France et à ne pas divulguer ces informations à des tiers.


Tout le contenu de ce site: Copyright © 2024 Elsevier, ses concédants de licence et ses contributeurs. Tout les droits sont réservés, y compris ceux relatifs à l'exploration de textes et de données, a la formation en IA et aux technologies similaires. Pour tout contenu en libre accès, les conditions de licence Creative Commons s'appliquent.