单一的Ru (II) 离子作为降低NO2的高活性催化剂
Konstantin Khivantsev1, Nicholas R Jaegers1, Hristiyan A Aleksandrov2
1Institute for Integrated Catalysis, Pacific Northwest National Laboratory, Richland, Washington 99352 United States.
Journal of the American Chemical Society
|February 22, 2023
概括
原子捕获可以在上创建新型单原子催化剂,以有效处理柴油废气. 这些催化剂以极少的氧化和储存优异,提供了具有成本效益的解决方案.
科学领域:
- 材料科学
- 催化剂
- 环境化学
背景情况:
- 柴油后处理系统需要昂贵的贵金属进行NO氧化.
- 现有的基材料 (M/ceria) 在NO存储和稳定性方面存在局限性.
- 原子分散催化剂具有增强反应性和减少金属负荷的潜力.
研究的目的:
- 开发和描述一种新的基单原子催化剂 (SAC) 用于减少NO.
- 对氧化和储存的Rus SACs的催化活性,稳定性和机制进行研究.
- 探索这些SACs在NO通过CO的减少中的应用.
主要方法:
- 在 (Ru1/CeO2) 上捕获Ru SAC的原子合成.
- 用光谱技术 (XPS,DRIFTS) 和密度函数理论 (DFT) 进行表征和机制阐明.
- 在现场测量 (质谱,调制激发红外线) 以研究反应途径.
主要成果:
- 在 (100) 面上合成并确定了原子分散的Ru1O5位点.
- Ru1/CeO2表现出极好的活性和稳定性,用于催化NO氧化和高NO储存能力,只有~0.05%的Ru.
- Ru1/CeO2在低温下通过CO减少NO的反应性很高 (0.1-0.5%Ru),形成了对反应至关重要的氧气空缺.
结论:
- 在上原子分散的Ru SAC代表了一类高效和稳定的NO减排催化剂.
- 低负载的Ru SAC为柴油后处理中的传统贵金属催化剂提供了具有成本效益的替代品.
- 这项研究阐明了NO储存和减少的机制,强调了单原子位点和质支持性能的作用.
