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Combined DFT and Operando Spectroscopic Study of the Water-Gas Shift Reaction over Ceria-Based Catalysts: The Role of the Noble Metal and Ceria Faceting

Ziemba, Marc ; Stark, Danny ; Hess, Christian (2024)
Combined DFT and Operando Spectroscopic Study of the Water-Gas Shift Reaction over Ceria-Based Catalysts: The Role of the Noble Metal and Ceria Faceting.
In: Chemistry Proceedings, 2020, 2 (1)
doi: 10.26083/tuprints-00026940
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

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Kurzbeschreibung (Abstract)

Ceria loaded with noble metals (Cu, Au) is a highly active material for the low-temperature water-gas shift reaction (LT-WGSR), but nevertheless details of the metal support interaction as well as the role of the ceria surface termination and the metal loading are still unclear. Using operando Raman and UV/Vis spectroscopy combined with theoretical density functional theory (DFT) calculations, we aim at a molecular-level understanding of LT-WGSR catalysts. In particular, by using this combined approach, we are able to draw conclusions about the reducibility state of the ceria support during reaction conditions. Our results show that the defect formation energy of the support does not play a major role for the WGSR, but rather other reaction steps such as the dissociation of water or the desorption of CO₂.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2024
Autor(en): Ziemba, Marc ; Stark, Danny ; Hess, Christian
Art des Eintrags: Zweitveröffentlichung
Titel: Combined DFT and Operando Spectroscopic Study of the Water-Gas Shift Reaction over Ceria-Based Catalysts: The Role of the Noble Metal and Ceria Faceting
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 23 April 2024
Ort: Darmstadt
Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: 2020
Ort der Erstveröffentlichung: Basel, Switzerland
Verlag: MDPI
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Chemistry Proceedings
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 2
(Heft-)Nummer: 1
Buchtitel: The 1st International Electronic Conference on Catalysis Sciences
Kollation: 5 Seiten
DOI: 10.26083/tuprints-00026940
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/26940
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Herkunft: Zweitveröffentlichungsservice
Kurzbeschreibung (Abstract):

Ceria loaded with noble metals (Cu, Au) is a highly active material for the low-temperature water-gas shift reaction (LT-WGSR), but nevertheless details of the metal support interaction as well as the role of the ceria surface termination and the metal loading are still unclear. Using operando Raman and UV/Vis spectroscopy combined with theoretical density functional theory (DFT) calculations, we aim at a molecular-level understanding of LT-WGSR catalysts. In particular, by using this combined approach, we are able to draw conclusions about the reducibility state of the ceria support during reaction conditions. Our results show that the defect formation energy of the support does not play a major role for the WGSR, but rather other reaction steps such as the dissociation of water or the desorption of CO₂.

Freie Schlagworte: ceria, supported metals, surface termination, water-gas shift, operando spectroscopy, density functional theory
Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-269403
Zusätzliche Informationen:

Presented at the 1st International Electronic Conference on Catalysis Sciences, 10–30 November 2020; Available online: https://eccs2020.sciforum.net

Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 07 Fachbereich Chemie
07 Fachbereich Chemie > Eduard Zintl-Institut
07 Fachbereich Chemie > Eduard Zintl-Institut > Fachgebiet Physikalische Chemie
Zentrale Einrichtungen
Zentrale Einrichtungen > Hochschulrechenzentrum (HRZ)
Zentrale Einrichtungen > Hochschulrechenzentrum (HRZ) > Hochleistungsrechner
Hinterlegungsdatum: 23 Apr 2024 08:09
Letzte Änderung: 24 Apr 2024 09:56
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