Engineering Iron–Nickel Nanoparticles for Magnetically Induced CO 2 Methanation in Continuous Flow

Autor: Juan M. Asensio, Pier-Francesco Fazzini, Déborah de Masi, Lise-Marie Lacroix, Bruno Chaudret
Přispěvatelé: 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), 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)-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 sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), 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)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Angewandte Chemie International Edition
Angewandte Chemie International Edition, In press, ⟨10.1002/anie.201913865⟩
Angewandte Chemie International Edition, Wiley-VCH Verlag, In press, ⟨10.1002/anie.201913865⟩
ISSN: 1521-3773
1433-7851
DOI: 10.1002/anie.201913865
Popis: International audience; Induction heating of magnetic nanoparticles (NPs) has been recently explored as a new methodology to activate heterogeneous catalytic reactions. This approach requires the design and the synthesis of nano-objects displaying both a high heating power and an excellent catalytic activity. Here, using a surface engineering approach, we report for the first time the use of bimetallic NPs for magnetically-induced CO2 methanation which acts both as heating agent and as catalyst. Thus, we describe the organometallic synthesis of Fe30Ni70 NPs, displaying high heating powers at low magnetic field amplitudes. These NPs are active but only slightly selective for CH4 after deposition on SirAlOx due to the presence of an iron rich shell (25 mL·min-1 , 25 mT, 300 kHz, conversion 71%, methane selectivity 65%). Remarkably, a proper surface engineering consisting in depositing a thin Ni layer leads to Fe30Ni70@Ni NPs displaying a very high activity for CO2 hydrogenation and a full selectivity. For the first time, a quantitative yield in methane is obtained at low magnetic field and mild conditions (25 mL·min-1 , 19 mT, 300 kHz, conversion 100%, methane selectivity 100%).
Databáze: OpenAIRE
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