journal article·2022-09-23

Regulating the Selective Dispersion of Tungsten Oxide to Promote Propane Combustion on Pt-Nanoparticle Catalysts Supported on WOx/ZrO2 by Tuning the Zirconia Crystal Phase

Chuntao Shao, Jie Yang, Yang You, Xuan Tang, Jie Tang, Li Wang, Yao Cui, Wangcheng Zhan, Yanglong Guo, Yun Guo

ACS Applied Nano Materials· Volume 5· Issue 9
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Abstract

Low-temperature catalytic oxidation of propane on Pt-based catalysts is of paramount importance but remains a major challenge for the emission control of volatile organic compounds (VOCs). Here, we report the promoting effects of doped WOx on 0.5 wt % Pt/ZrO2 catalysts for propane oxidation, which strongly depended on the crystal structure of ZrO2. Among them, 0.5 wt % Pt/WOx/t-ZrO2 shows the highest catalytic activity, the T90 is 216 °C, which is about 155 and 80 °C lower than that of Pt/t-ZrO2 and Pt/WOx/m-ZrO2, respectively, and the turnover frequency (TOF) of Pt/WOx/t-ZrO2 at 190 °C is about 3 times that of Pt/WOx/m-ZrO2. Multicharacterization results show that compared with Pt/WOx/m-ZrO2, doped WOx can be highly dispersed on t-ZrO2 and form the solid solution-like (Zr1–xWxO2+x/2) nanolayer structure at the catalyst surface, which produces additional strong Brønsted acid sites and metallic Pt (Pt0) sites via an electron transfer from W to Pt on Pt/WOx/t-ZrO2. The synergistic effect of Pt0 and strong acidity at the Pt–Zr1–xWxO2+x/2 interface facilitates the rapid removal of surface intermediates including carboxylate and CO generated during the reaction and promotes C3H8 oxidation on Pt/WOx/t-ZrO2. This work highlights a direction for the design of high-efficiency metal oxide-modified Pt/ZrO2 nanoscale catalysts by changing the crystal structure of the ZrO2 support for the removal of VOCs.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Catalytic Processes in Materials Science · Catalysis and Oxidation Reactions · Gas Sensing Nanomaterials and Sensors

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

Affiliations

Key Laboratory for Advanced Materials, Laboratory for Research Institute of Industrial Catalysis, School of Chemistry & Molecular Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, P. R. China

Technology Department, Shanghai HuaYi New Material Co., Ltd., 139 Pugong Road, Shanghai 201507, P. R. China

Funding

State Key Laboratory of Advanced Technologies for Comprehensive Utilization of Platinum Metals · Ministry of Education of the People's Republic of China · Science and Technology Commission of Shanghai Municipality · National Natural Science Foundation of China

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