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24 de abril de 2025
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Unveiling the pathways and site requirements of methanol oxidative dehydrogenation on MoO3/TiO2 catalysts: An operando-FTIR study

Publicado en: JOURNAL OF CATALYSIS. 447 116094- - 2025-07-01 447(), DOI: 10.1016/j.jcat.2025.116094

Autores:

Galdames, G; Fuentes, B; Gómez, D; Concepción, P; Jiménez, R; Karelovic, A
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Afiliaciones

ANID Millennium Sci Initiat Program, Millennium Nucleus Catalyt Proc Sustainable Chem C, Santiago 8320000, Chile - Autor o Coautor
Univ Concepcion, Fac Engn, Dept Chem Engn, Carbon & Catalysis Lab CarboCat, Concepcion 4070386, Chile - Autor o Coautor
Univ Politecn Valencia, Consejo Super Invest Cient UPV CSIC, Inst Tecnol Quim, Ave Naranjos S-N, Valencia 46022, Spain - Autor o Coautor
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Resumen

Methanol oxidative dehydrogenation was studied on sub-monolayer and crystalline MoO3/TiO2-supported catalysts using operando-FTIR spectroscopy. Results revealed two distinct methyl formate (MF) formation pathways, determined by the molybdenum oxide structure. Quantitative and qualitative evidence indicated that MF and dimethoxymethane (DMM) formation occur via distinct reaction intermediates. MF formation is linked to surface formate consumption, supported by the similarity between steady-state MF formation rate measured in a fixed-bed reactor and transient initial formate consumption rate determined by operando-FTIR. Apparent activation energies for HCOO* consumption (90 and 88 kJ mol-1) and MF formation (83 and 51 kJ mol-1) for 2.5 and 15 at. Mo nm- 2 samples, respectively, indicate that the formation pathway depends on the molybdenum oxide structure. Oligomeric, octahedral molybdenum oxide catalysts produce MF via adsorbed formate consumption, while crystalline MoO3 catalysts enable a parallel pathway, likely involving hemiacetal intermediates. This change in reaction pathway correlates with the structural transition from oligomeric to crystalline molybdenum oxide, as characterized by XRD, in situ Raman spectroscopy, FTIR of low-temperature CO adsorption, and XPS, among other techniques. The increase of surface formate consumption is related to the enhancement of the redox properties of the catalyst, attributed to interactions of molybdenum oxide with titania support and the presence of readily reducible Mo6+ sites that influence adsorbed formaldehyde reaction pathways. The observed activity and selectivity are explained by a three-active-site mechanism: molybdenum oxide redox sites for methanol dehydrogenation, molybdenum oxide acid sites for hemiacetal and DMM formation, and molybdenumtitania interfacial sites for HCOO* and MF formation.
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Palabras clave

Hydrogen molybdenumIMetal-oxide catalystsMethanol oxidative dehydrogenationMethyl formateMolecular-structuresMolybdenum catalystsOperando-ftirQuantitative-determinationReaction mechanisSelective oxidationSurface-structuresTemperature co adsorption

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista JOURNAL OF CATALYSIS debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2025, se encontraba en la posición 30/176, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Engineering, Chemical.

Independientemente del impacto esperado determinado por el canal de difusión, es importante destacar el impacto real observado de la propia aportación.

Según las diferentes agencias de indexación, el número de citas acumuladas por esta publicación hasta la fecha 2026-04-02:

  • WoS: 2
  • Scopus: 2
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Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2026-04-02:

  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 8 (PlumX).
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Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: Chile.

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Reconocimientos ligados al ítem

The authors thank the government of Chile for the financing assigned through the following projects: Millennium Science Initiative Program-NCN2021_090, CONICYT PIA/APOYO CCTE AFB170007, ANID-Chile. Gabriel Galdames acknowledges ANID (Chile) for the doctoral scholarship Beca de Doc.Nac./2020-21201192. Daviel Gomez acknowledges the MSCA postdoctoral fellowship from the Horizon Europe research and innovation program (Project 101154019-ADVCATALNANOMAT) . Patricia Concepcion acknowledges the Ministerio de Ciencia, Innovacion y Universidades, grant number PID2021-1262350BC31, and Generalitat Valenciana (GVA) , grant number CIAICO/2021/2138. This study forms a part of the Advanced Materials programme and was supported by MCIN with funding from European Union Next Generation EU (PRTR-C17.11) (TED2021-130756B-C32) and by Generalitat Valenciana (ref MFA/2022/016) .
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