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'Cocktail'-type catalysis on bimetallic systems for cinnamaldehyde selective hydrogenation: Role of isolated single atoms, nanoparticles and single atom alloys

Authors :
Audevard, Jérémy
Navarro-Ruiz, Javier
Bernardin, Vincent
Philippe, Régis
Corrias, Anna
Tison, Yann
Favre-Réguillon, Alain
Del rosal, Iker
Gerber, I.C.
Serp, P.
Laboratoire de chimie de coordination (LCC)
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)
Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
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)-Fédération de recherche « Matière et interactions » (FeRMI)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Catalyse, Polymérisation, Procédés et Matériaux (CP2M)
Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
University of Kent [Canterbury]
Institut des sciences analytiques et de physico-chimie pour l'environnement et les materiaux (IPREM)
Université de Pau et des Pays de l'Adour (UPPA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)
HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)
ANR-19-CE07-0030,COMET,Catalyse Coopérative Entre Atomes Et Nanoparticules Métalliques(2019)
Source :
Journal of Catalysis, Journal of Catalysis, 2023, 425, pp.245-259. ⟨10.1016/j.jcat.2023.06.023⟩
Publication Year :
2023
Publisher :
HAL CCSD, 2023.

Abstract

International audience; Reaching high selectivity at high conversion and high rate in the industrially important selective hydrogenation of α,β-unsaturated aldehydes is a challenging task. Among current approaches reported in the literature, high selectivity towards the unsaturated alcohol or saturated aldehyde is generally achieved at the expense of activity. The use of bimetallic systems can lead either to selectivity or to activity enhancement, but generally not to both. Herein, we show that, for cinnamaldehyde hydrogenation, combining Ni nanoparticles (NiNP) and Ru single atoms (RuSA) on CNTs allows improvement of the hydrocinnamaldehyde selectivity, while obtaining a remarkable activity. The STY of RuSA-NiNP/CNT is approximately 60 times higher than that of the RuSA/CNT and 10 times higher than that of the NiNP/CNT. Importantly, the resulting catalyst shows 94% selectivity at 99% conversion and a good stability in flow. Insights into the cooperative “cocktail”-type catalysis between NiNP and RuSA were revealed from density functional theory calculations.

Details

Language :
English
ISSN :
00219517 and 10902694
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Catalysis, Journal of Catalysis, 2023, 425, pp.245-259. ⟨10.1016/j.jcat.2023.06.023⟩
Accession number :
edsair.od......4074..ecd57b4f479f0040a50ee125adc20980