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From Co to Co@Co 2 P and CoP nanorods: synthesis and performances in selective hydrogenation of phenylacetylene

Brandon Azeredo, Jason Nguyen-Cong, Mathieu Vidal, Seema Shafiq, Thi Thiet Vu, Beatrice Muzzi, Audrey Marty, Yuanyuan Min, Fabio Ferrari, Fabien Delpech, Céline Nayral, Pier-Francesco Fazzini, Thomas Blon, Philippe Serp, Guillaume Viau, Katerina Soulantica

Nanoscale· Volume 17· Issue 23

Abstract

Transition metal phosphides are emerging catalysts for reactions traditionally catalyzed by noble metals. Cobalt phosphide nanostructures are currently intensively studied as electrocatalysts, but their catalytic properties in thermocatalytic reactions are much less explored. Here we report the topochemical reaction of ferromagnetic metallic cobalt nanorods with tris(trimethylsilyl) phosphine (PTMS) at 165 °C, which leads to the conservation of the nanorod shape while transforming them to Co@Co2P core@shell nanorods. The Co2P shell thickness can be controlled through the PTMS/Co ratio. Modulation of the core-shell structure allows tuning the magnetic properties of the resulting nano-objects. Increasing both the temperature and PTMS/Co ratio results in the complete transformation of Co into well-crystallized CoP nanorods. The catalytic performances Co@Co2P and CoP nanorods in the selective hydrogenation of phenylacetylene have been evaluated. It is shown that increasing the P/Co ratio in the nanorods allows increasing both the activity and the selectivity to styrene. Comparison with cobalt phosphide nanoparticles reported in the literature for the selective hydrogenation of phenylacetylene shows the superior performance of the Co@Co2P and CoP nanorods prepared in this work.
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Research context

OpenAlex topics: Catalysis and Hydrodesulfurization Studies · Catalysis for Biomass Conversion · Nanomaterials for catalytic reactions

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Université de Toulouse, Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-Objets (LPCNO) UMR 5215, INSA, UPS, CNRS, 135 avenue de Rangueil, Toulouse F-31077, France

Université de Toulouse, Laboratoire de Chimie de Coordination (LCC) UPR 824, Toulouse INP, CNRS LCC, composante ENSIACET, 4 allée Emile Monso, Toulouse F-31030, France

Université de Toulouse, CEMES-CNRS, CNRS, 29 rue Jeanne Marvig, 31055 Toulouse, France

Institut Universitaire de France (IUF), France

Funding

Agence Nationale de la Recherche · H2020 Future and Emerging Technologies

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