高度安定したPt/CeO2触媒
Jun Yu1,2, Xuetao Qin3, Yusen Yang1,2
1State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering, Beijing Advanced Innovation Center for Soft Matter Science and Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, P. R. China.
Journal of the American Chemical Society
|December 29, 2023
まとめ
新しいPt/CeO2 ((110) 埋め込み構造により,触媒の安定性と活性が向上します. このインターフェースは電子の移転を容易にし,プラチナのクラスタを安定させ,水-ガスシフト反応の性能を高めます.
科学分野:
- 異質な触媒
- 材料科学
- 表面化学
背景:
- 強い金属支柱相互作用 (SMSI) は,触媒の安定性と性能にとって極めて重要です.
- SMSIの正確な起源とメカニズムは,まだ完全に理解されていません.
- SMSIを理解することは,高度な触媒材料を設計する上で鍵となるものです.
研究 の 目的:
- モデルPt/CeO2触媒を用いてSMSIの起源を調査する.
- SMSIにおけるCeO2の特定の結晶学的平面の役割を明らかにする.
- インターフェイス構造と触媒活性と安定性を相関させる.
主な方法:
- (110) と (100) CeO2平面でのPt/CeO2触媒の合成と特徴づけ
- 実験技術には,in-situ/operandoスペクトル検査と顕微鏡検査が含まれている.
- 電子構造と反応経路に関する密度関数理論 (DFT) の計算.
主要な成果:
- CeO2 (((110) 格子 (3−4つの原子層) の内部にPtクラスタを埋め込んだ構造を発見した.
- 強化された電子移転とCeO2のPt-O-Ce3+界面構造の形成の観察.
- Pt/CeO2(110) は,Pt/CeO2(100と比較して,水-ガスシフト反応の優れた活性 (15.76 molCO gPt-1 h-1) と安定性 (120h) を表しています.
結論:
- Pt/CeO2 ((110) インターフェースの埋め込み構造は,SMSIに固有であり,触媒の安定性を高める.
- インターフェイスサイトは,CO吸収とH2O解離を促進する水-ガスシフト反応の活性センターとして機能します.
- この研究は,SMSIに関する基本的な洞察を提供し,高度に安定し,活発な異質な触媒の設計への道を切り開きます.
