Zowel katalytische verbranding (CC) als chemische looping-verbranding (CLC) zijn veelbelovende technologieën voor energiebesparing en emissiereductie van CO₂ bij de behandeling van afgas (CO).

Onlangs hebben onderzoekers van het Institute of Mechanics of the Chinese Academy of Sciences (IMCAS), Tianjin University of Science and Technology en Aalto University nieuwe inzichten gegeven in het microscopische reactiemechanisme van CO in CC- en CLC-processen over de kubieke Cu ₂ O katalysator.

De resultaten zijn gepubliceerd in Applied Catalysis B:Environmental .

De onderzoekers vergeleken het evolutiegedrag en de kwantitatieve reactiemechanismen van kubus Cu₂ O-modelkatalysator voor CC- en CLC-reacties. Ze ontdekten dat de Cu₂ O-CC vertoonde een hogere activiteit en stabiliteit dan Cu₂ O-CLC.

De typische karakteriseringsresultaten suggereerden dat de enige onstabiele Cu₂ O werd geoxideerd tot CuO, met een uitstekend synergetisch effect van metaaloxide-interface tussen Cu ⁺ /Cu ²⁺ en actieve roosterzuurstofspecies voor Cu₂ O-CC-reactie. CLC-reactie veroorzaakte echter Cu₂ O structuur ineenstorting en vervolgens lage stabiliteit en agglomeratie van CuO_x soorten.

De onderzoekers stelden drie verschillende actieve zuurstofsoorten voor (oppervlaktecyclusroosterzuurstof, bulkroosterzuurstof en geadsorbeerde zuurstof) en gedetailleerde reactieroutes.

De resultaten toonden aan dat de intrinsieke activiteit van zuurstof in het oppervlaktecyclusrooster hoger was in termen van omzetfrequentie en gemakkelijke vorming van C ¹⁶ O ¹⁸ O op de kubische interface van Cu₂ O-CC door geadsorbeerd CO tijdens CC-proces.

Deze bevindingen kunnen ons helpen om het werkelijke oppervlaktereactieproces op kubieke Cu₂ . beter te begrijpen O-katalysator in de CC en CLC, en theoretische ondersteuning bieden voor het geavanceerde katalysatorontwerp en intrinsiek mechanisme-onderzoek voor CC- en CLC-processen. + Verder verkennen

Fijne kubische Cu2O-nanokristallen dienen als zeer selectieve katalysator voor de productie van propyleenoxide