Metalen nanodeeltjes op het oppervlak van poreuze dragers hebben talloze toepassingen gevonden in verschillende wetenschapsdomeinen. Fischer-Tropsch synthese, die plaatsvind aan het oppervlak van kobalt metalen nanodeeltjes, is een efficiënte manier om hernieuwbare en fossiele grondstoffen om te zetten naar alternatieve brandstoffen. De stabiliteit van de kobalt katalysatoren is een essentiële en zelfs cruciale parameter die significant verbeterd kan worden door te promoten. In dit artikel biedt een combinatie van operando Quick-XAS, NAP-XAS, hoge-resolutie elektronenmicroscopie en DFT modellering samen met Fischer-Tropsch katalytische experimenten diepe inzichten in de evolutie van de bismut promotor en de structuur van kobalt-bismut nanodeeltjes in de katalysatoren die ondersteund worden door koolstof nanotubes. We ontdekten het optreden van een merkbare migratie van metallisch bismut tijdens de reductiestap, wat leid tot herdispersie van bismut over het oppervlak van de kobalt nanodeeltjes. De kobalt reductie wordt vergemakkelijkt in de aanwezigheid van bismut. De werkende Fischer-Tropsch katalysatoren bevatten kobalt-bismut bimetallische nanodeeltjes waarbij bismut gelokaliseerd is in de schaal van de nanodeeltjes. Het promoten met bismut heeft geleid tot een merkbare toename in katalysatorstabiliteit. De karakterisering en DFT modellering doen veronderstellen dat de geprefereerde lokalisatie van de bismut mobiele promotor de trappen en randen van de kobalt nanodeeltjes is, wat het sinteren van kobalt en de afzetting van koolstof verhinderd en de katalysator stabiliteit verbeterd.
Het volledige artikel is te vinden op https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0021951721002761.