Pt/CeO2集群催化剂的热触发的回氧灵活性,以防止在现场的原子再分散
Haofan Lei1, Ningqiang Zhang2, Sunpei Hu1
1Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale, Key Laboratory of Strongly-Coupled Quantum Matter Physics of Chinese Academy of Sciences, Key Laboratory of Surface and Interface Chemistry and Energy Catalysis of Anhui Higher Education Institutes, Department of Chemical Physics, University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui, 230026, P.R. China.
我们发现,二氧化 (CeO2) 上的 (Pt) 集群在CO氧化过程中自发分散成单个原子,减少了催化剂活性. 热老化保留了Pt集群,提高了CO氧化性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 催化剂是一种催化剂.
- 表面化学 表面化学
背景情况:
- 支持的催化剂可以经历再分散,其中金属位点聚合成单个原子.
- 这个过程受到金属支相互作用的影响,可以降低催化活性.
- 了解再分散对于设计稳定和活性催化剂至关重要.
研究的目的:
- 研究CO氧化过程中 (Pt) 集群在二氧化 (CeO2) 上的自发再分散.
- 确定参与Pt再分散的稳定因素和失活机制.
- 制定一种策略,以保护Pt集群并提高催化性能.
主要方法:
- 利用CO氧化作为模型反应来研究催化剂的行为.
- 研究了Pt-CeO2相互作用和表面基在重新分散中的作用.
- 采用高温化 (800°C) 作为热老化策略.
- 分析了Pt物种的结构演变 (集群与单个原子).
主要成果:
- 在CeO2上发现了Pt集群自发的再分散成单个原子,由基稳定的Pt-CeO2相互作用驱动.
- 由于重新分散,观察到催化剂失活,从而导致较低的催化活性.
- 证明高温烧焦可以去除基,防止再分散并保存Pt集群.
- 展示了触发的Ce3+/Ce4+氧化还原循环和在保存的Pt集群上增强的CO吸附,从而导致更高的CO氧化活性.
结论:
- 表面基因在稳定分散的Pt单个原子方面发挥着关键作用,导致失活.
- 通过高温化进行热老化,通过去除氧化物,有效地防止了再分散.
- 保存 Pt 集群,利用界面 Ce3+ 位点进行 O2 激活和增强 CO 吸附,从而提高了 CO 氧化的催化性能.
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