دعم Pd على أنابيب In2O3 النانوية المشتقة من MIL-68(In) كعوامل تحفيز متفوقة لتعزيز هيدروجين CO2 إلى ميثانول

استخدام CO2 وتحويله إلى مواد كيميائية ذات قيمة مضافة أمر مرغوب بشدة للتخفيف من المخاوف البيئية الناجمة عن انبعاثات CO2 البشرية الهائلة. على الرغم من استخدام In2O3/Pd كعوامل تحفيز فعالة لهيدروجين CO2 إلى ميثانول، إلا أن التأثيرات الإلكترونية بسبب التفاعل القوي بين المعدن والدعم (SMSI) بين Pd وIn2O3 غير مفهومة جيدًا، والتي تتأثر بشكل كبير بشيءً الشكل لـ In2O3. في هذا السياق، نستخدم أنبوب MIL-68(In) النانوي كقالب شكلي لتخليق أنابيب In2O3 النانوية المجوفة (h-In2O3) وإعداد عوامل تحفيز Pd المدعومة لهيدروجين CO2 إلى ميثانول. من المثير للاهتمام، أن تحميل Pd على h-In2O3 أظهر أداءً أعلى بكثير مقارنة بـ In2O3 بأشكال أخرى، والذي أظهر تحويل CO2 لم يتغير تقريبًا بنسبة 10.5%، واختيار الميثانول بنسبة 72.4%، وعائد الميثانول في الوقت-space بمقدار 0.53 gMeOH h–1 gcat–1 لأكثر من 100 ساعة عند ضغط 3 MPa ودرجة حرارة 295 درجة مئوية. بعد التصنيفات المعمقة، وجدنا أن الخصائص الإلكترونية المختلفة لأنواع Pd على In2O3 يمكن ضبطها بدقة عبر ظروف تركيب متنوعة، والتي كانت مسؤولة عن النشاط العالي والموثوقية. وصلت نسبة مول Pd2+ في الحفاز h-In2O3/Pd إلى 67.6%، أي 3.2 مرة من نسبة In2O3@Pd (21.3%)، بسبب كيمياء السطح المختلفة لـ In2O3. أشارت نتائج نظرية الدوال الكثافة إلى أن Pd تبرع بمزيد من الإلكترونات إلى سطح In2O3 المنحني (222) مقارنةً بالسطح النقي، وكان Pd2+ حاسمًا لتسهيل امتصاص H2 وتشكيل فراغ أكسجين السطح. تُظهر هذه الدراسة أن التحكم في شكل In2O3 يمكن أن يعدل كل من الخصائص الإلكترونية لـ Pd وSMSI بين Pd وIn2O3، والتي هي أصل الأداء التحفيزي العالي.