Formwandelnde exsolvierte FeNi-bimetallische Nanostrukturen als katalytische Schalter während der CO2-vermittelten Ethan-Konversion

Zusammenfassung In der Ära der Energieübergangs ist die Entwicklung von nachhaltigen, leistungsstarken und multifunktionalen Katalysatoren, die sich an komplexe katalytische Prozesse anpassen, unerlässlich. Hier berichten wir über formwandelnde bimetallische Eisen-Nickel-Katalysatoren, die über eine Exsolution-Strategie für die CO2-vermittelte Ethan-Konversion entwickelt wurden. Durch die Kontrolle der Reduktionstemperatur eines Perowskit-Wirts werden entweder legierte Eisen-Nickel-Nanopartikel oder Kern-Hülle-Nanopartikel aus Oxid-Legierungen selektiv gebildet. Die oxidative Regeneration des Perowskits ermöglicht die reversible Umwandlung zwischen diesen unterschiedlichen Nanostrukturen im gleichen Ausgangsmaterial. Infolgedessen zeigt der Katalysator eine schaltbare Selektivität zwischen der trockenen Reformierung von Ethan und der CO2-unterstützten oxidativen Dehydrierung und behält gleichzeitig eine hohe Stabilität bei. Wiederholtes Redox-Zyklieren bestätigt, dass die strukturelle Transformation und die katalytische Leistung weitgehend reversibel sind. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Exsolution eine robuste Plattform zur Gestaltung regenerierbarer Katalysatoren mit absichtlich einstellbaren und schaltbaren katalytischen Zuständen bietet.