An air-stable, reusable Ni@Ni(OH)2 nanocatalyst for CO2/bicarbonates hydrogenation to formate
In: Nanoscale Nanoscale, Royal Society of Chemistry, 2021, 13 (19), pp.8931-8939. ⟨10.1039/D1NR01054A⟩ Nanoscale, 2021, 13 (19), pp.8931-8939. ⟨10.1039/D1NR01054A⟩; (2021)
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International audience; Production of formate via CO2/bicarbonate hydrogenation using cheap metal-based heterogeneous catalysts is attractive. Herein, we report the organometallic synthesis of a foam-like Ni@Ni(OH)2 composite nanomaterial which exhibited remarkable air stability and over 2 times higher catalytic activity than commercial Raney Ni catalyst in formate synthesis. Formate generation was reached with an optimal rate of 6.0 mmol/gcat/h at 100°C, a significantly lower operation temperature compared to the 200-260°C reported in the literature. Deep characterization evidenced that this nanomaterial was made of an amorphous Ni(OH)2 phase covering metallic Ni sites; a core-shell structure which is crucial for the stability of the catalyst. The adsorption of bicarbonates onto the Ni@Ni(OH)2 catalyst was found a kinetically relevant step in the reaction, and the Ni-Ni(OH)2 interface was found beneficial for both CO2 and H2 activation thanks to a cooperative effect. Our findings emphasize the underestimated potential of Ni-based catalysts in CO2 hydrogenation to formate, pointing out a viable strategy to develop stable, cheap metal catalysts for greener catalytic applications.
Titel: |
An air-stable, reusable Ni@Ni(OH)2 nanocatalyst for CO2/bicarbonates hydrogenation to formate
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Autor/in / Beteiligte Person: | Amiens, Catherine ; Peres, Laurent ; Philippot, Karine ; Fu, Xin-Pu ; Yan, Ning ; Esvan, Jérôme ; National University of Singapore (NUS) ; Laboratoire de chimie de coordination (LCC) ; Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) ; Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT) ; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC) ; Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE) ; Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE) ; Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE) ; National University of Singapore - NUS (REPUBLIC OF SINGAPORE) ; Laboratoire de Chimie de Coordination - LCC (Toulouse, France) ; Institut de Chimie de Toulouse (ICT) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP) ; Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) ; Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT) ; Singapore National Research Foundation (WBS: R-279-000-530-281) ; ANR-17-CE06-0017,PRECINANOMAT,Nanomatériaux finement contrôlés pour catalyser la transformation du CO2 en carburants de synthèse et molécules plateformes.(2017) |
Link: | |
Quelle: | Nanoscale Nanoscale, Royal Society of Chemistry, 2021, 13 (19), pp.8931-8939. ⟨10.1039/D1NR01054A⟩ Nanoscale, 2021, 13 (19), pp.8931-8939. ⟨10.1039/D1NR01054A⟩; (2021) |
Veröffentlichung: | HAL CCSD, 2021 |
Medientyp: | unknown |
ISSN: | 2040-3364 (print) ; 2040-3372 (print) |
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