王勇教授Nature子刊：CeO2上Pt1记忆决定动力学，助力CO氧化
2023/6/5 8:58:49 阅读：104 发布者：
在CeO2上单原子Pt族金属代表了一种降低汽车尾气处理催化剂对贵金属需求的潜在方法。
基于此，美国太平洋西北国家实验室/华盛顿州立大学王勇教授等人报道了两种单原子Pt（Pt1）在CeO2上的动态演化过程，即分别在500 ℃和800 ℃制备的Pt/CeO2中吸附Pt1和在PtATCeO2中方形平面Pt1。
在CO氧化过程中，Pt/CeO2中吸附的Pt1随着原位形成的少原子Pt簇的移动而移动，从而在CO中具有接近零级的高反应活性。PtATCeO2中的方形平面Pt1在CO氧化过程中被牢固地锚定在载体上，从而导致相对较低的反应活性，在CO中具有正反应级数。
作者假设了Pt/CeO2主要由空气中吸附的PtO5结构组成。在CO氧化下，吸附的PtO5吸附CO，吸附能为-0.46 eV（Vi到Vii），但吸附的CO-PtO5很难释出具有1.5 eV（Vii到iV）的CO2，因此不太可能发生循环1。
形成的PtO3强烈吸附CO（i至ii），然后释放CO2，形成0.69 eV（ii至iii）的PtO2 。O2填充PtO2周围的Ov，形成放热能为-1.52 eV的PtO4 随后进行CO吸附（iii至iV至V）。吸附的CO-PtO4失去CO2，形成能垒为0.5 eV的PtO3 ，以完成循环2。
对于CeO2(111)上的方形平面Pt1，首先CO吸附在方形平面Pt1（PtO6）上，吸附能为-0.6 eV（i至ii）。CO-PtO6需要0.5 eV的中等能量来释放CO2以形成PtO5（ii至iii），而PtO5可以吸附O2或CO形成PtO5(O2)（iii至iV）或CO-PtO5（iii至Vi）。
CO-PtO5以0.81 eV损失CO2形成PtO4，其吸附CO形成CO-PtO4，而CO-PtO4在去除CO2后进一步转化为PtO3。PtO3以-2.09 eV的吸附能吸附O2完成循环3，防止了Pt1的烧结。
Memory-dictated dynamics of single-atom Pt on CeO2 for CO oxidation. Nat. Commun., 2023, DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-023-37776-3.
转自：“萤火科研”微信公众号
如有侵权，请联系本站删除！
