Les métaux liquides sont une nouvelle classe de matériaux émergente et en croissance rapide et peuvent être considérés comme des promoteurs efficaces et des phases actives pour des catalyseurs hétérogènes pour des processus durables. En raison de leur faible coût, de leur sélectivité et de leur flexibilité élevées, les catalyseurs à base de fer sont les catalyseurs de choix pour la synthèse d'oléfines légères via la réaction de Fischer-Tropsch. La promotion des catalyseurs de fer supportés par des nanotubes de carbone avec du bismuth, qui est liquide dans les conditions de réaction, entraîne une augmentation de plusieurs fois de la vitesse de réaction et une sélectivité beaucoup plus élevée pour les oléfines légères. Afin d'élucider l'amélioration spectaculaire des performances catalytiques, nous avons mené une caractérisation approfondie et approfondie des catalyseurs de fer activés par le bismuth sous le gaz réactif et les températures de réaction par une combinaison de techniques in situ de pointe. La microscopie électronique à transmission à balayage in situ réalisée sous pression atmosphérique de monoxyde de carbone à la température d'activation du catalyseur a montré que le frittage du fer se déroulait via le mécanisme de migration et de coalescence des particules. L'activation du catalyseur dans le monoxyde de carbone et dans le gaz de synthèse conduit à des espèces métalliques de bismuth liquide, qui migrent facilement sur la surface du catalyseur avec la formation de gouttelettes de bismuth sphériques plus grosses et de structures noyau-coquille fer-bismuth. Dans les catalyseurs de travail, lors de la synthèse Fischer-Tropsch, le bismuth métallique situé à l'interface des espèces de fer subit des cycles d'oxydation et de réduction continus, qui facilitent la dissociation du monoxyde de carbone et entraînent une augmentation substantielle de la vitesse de réaction.

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