在CoO-Pt薄膜上的CO氧化机制
Heath Kersell1, Zahra Hooshmand2, George Yan3
1Chemical Sciences Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California 94720, United States.
在氧膜中的氧气空隙在室温下极大地促进一氧化碳 (CO) 氧化为二氧化碳 (CO2). 没有空隙的薄膜显示有限的二氧化碳形成,而不是形成稳定的碳酸盐,特别是在边缘.
科学领域:
- 表面科学
- 不同质的催化
- 材料科学
背景情况:
- 了解金属氧化物界面上的CO氧化对于催化非常重要.
- (Pt) 上的氧化物 (CoO) 是研究可降解氧化物相互作用的模型系统.
- 在CO膜上氧气空缺的作用需要详细研究.
研究的目的:
- 在Pt上研究CO氧化反应和多层CoO膜.
- 阐明CO薄膜中氧气空缺对CO氧化活性的影响.
- 了解CO表面的碳酸盐吸附和碳酸盐形成途径.
主要方法:
- 操作环境压力X射线光电子光谱 (AP-XPS).
- 高压扫描道显微镜 (HP-STM).
- 密度函数理论 (DFT) 的计算.
主要成果:
- 有氧空隙的部分氧化CoO薄膜在室温下显著增强CO氧化为CO2.
- 缺乏氧气空隙的CO膜显示最小的CO2形成,并将CO吸附为稳定的碳酸盐.
- 碳酸盐形成主要发生在亚单层COO岛屿的边缘,使这些地点失活.
结论:
- 在CO膜中的氧空隙是促进CO氧化的关键.
- 存在或不存在的空位决定了反应路径 (CO2形成与碳酸盐吸附).
- 了解空缺驱动机制和边缘效应对于设计高效的催化剂至关重要.
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