可控转化纳米颗粒到单个原子在Pt/CeO2通过激光剥离高效的CO氧化
Ninghua Fu1, Xiao Liang1, Xiaolu Wang1
1Department of Chemistry, Tsinghua University, Beijing 100084, P. R. China.
Journal of the American Chemical Society
|March 29, 2023
概括
通过激光切除,对 (CeO2) 上的单个原子 (Pt1) 和纳米粒子 (PtNP) 进行了精确的控制. 特定的Pt1/PtNP比率显著增强了CO氧化催化.
科学领域:
- 材料科学
- 催化剂
- 纳米技术
背景情况:
- 通过纳米粒子单原子化最大限度地利用贵金属和再生催化剂至关重要.
- 精确控制纳米粒子缩小到单个原子以获得最佳的催化性能仍然具有挑战性.
研究的目的:
- 在 (CeO2) 上开发激光除策略,精确地将纳米颗粒 (PtNP) 转化为单个原子 (Pt1).
- 精确控制Pt1与PtNP的比率,以提高催化活性.
主要方法:
- 在CeO2上进行PtNP单原子化的激光切除策略.
- 可调节的激光能量来控制Pt1/PtNP比率 (0-100%).
- 密度函数理论 (DFT) 的计算以阐明反应机制.
主要成果:
- 通过激光功率和照射时间实现了对CeO2的Pt1/PtNP比率的准确调节.
- 具有~19%的Pt1和81%的PtNP的Pt1PtNP/CeO2催化剂显著增强了CO氧化活性.
- DFT 发现 PtNP 是主要的活性位点,而 Pt1 调节了 CeO2 上的晶格氧活性.
结论:
- 一个可靠的上下激光切除策略可以精确控制催化剂中的单原子和纳米粒子比率.
- 单个Pt原子和Pt纳米粒子对CeO2的协同作用增强了CO氧化.
- 为设计先进的纳米单原子催化剂提供了宝贵的见解.
