Selective glucose oxidation to glucaric acid using bimetallic catalysts: Lattice expansion or electronic structure effect?
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61388955%3A_____%2F24%3A00578834" target="_blank" >RIV/61388955:_____/24:00578834 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="https://hdl.handle.net/11104/0347751" target="_blank" >https://hdl.handle.net/11104/0347751</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.123455" target="_blank" >10.1016/j.apcatb.2023.123455</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Selective glucose oxidation to glucaric acid using bimetallic catalysts: Lattice expansion or electronic structure effect?
Popis výsledku v původním jazyce
Our study presents a comprehensive approach for the selective oxidation of glucose to glucaric acid (GA) by heterogeneous catalysis. We have synthesized and characterized Au/ZrO2, AuCu/ZrO2 and AuPt/ZrO2 catalysts using X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and oxygen pulse chemisorption (OPS) techniques. Combining experimental observations with in-depth density functional theory (DFT) studies, we found that bimetallic catalysts form alloys, which exhibit different characteristics than monometallic counterparts for the given reaction. We performed batch reactions, varying temperature and oxygen pressure, and used the data to construct a predictive microkinetic model. As it turned out, AuPt/ZrO2 showed the highest selectivity, yielding 32% of GA at 100 °C and 30 barg O2. Our results provide valuable insights for the developing of efficient catalysts and point out the bottlenecks for the oxidation of glucose to GA.
Název v anglickém jazyce
Selective glucose oxidation to glucaric acid using bimetallic catalysts: Lattice expansion or electronic structure effect?
Popis výsledku anglicky
Our study presents a comprehensive approach for the selective oxidation of glucose to glucaric acid (GA) by heterogeneous catalysis. We have synthesized and characterized Au/ZrO2, AuCu/ZrO2 and AuPt/ZrO2 catalysts using X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and oxygen pulse chemisorption (OPS) techniques. Combining experimental observations with in-depth density functional theory (DFT) studies, we found that bimetallic catalysts form alloys, which exhibit different characteristics than monometallic counterparts for the given reaction. We performed batch reactions, varying temperature and oxygen pressure, and used the data to construct a predictive microkinetic model. As it turned out, AuPt/ZrO2 showed the highest selectivity, yielding 32% of GA at 100 °C and 30 barg O2. Our results provide valuable insights for the developing of efficient catalysts and point out the bottlenecks for the oxidation of glucose to GA.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
10403 - Physical chemistry
Návaznosti výsledku
Projekt
<a href="/cs/project/GF21-48595L" target="_blank" >GF21-48595L: Katalytická přeměna zbytkové biomasy na kyselinu glukarovou. Od víceúrovňového modelování až k sestavení funkčního reaktoru</a><br>
Návaznosti
I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace
Ostatní
Rok uplatnění
2024
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
Applied Catalysis B - Environmental
ISSN
0926-3373
e-ISSN
1873-3883
Svazek periodika
343
Číslo periodika v rámci svazku
APR 2024
Stát vydavatele periodika
NL - Nizozemsko
Počet stran výsledku
15
Strana od-do
123455
Kód UT WoS článku
001118493200001
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-85178013559