使用原子层沉积创建的金属氧化物接口站点,并测试了CO氧化
Wang Ke1, Ilkeun Lee1, Francisco Zaera1
1Department of Chemistry and UCR Center for Catalysis, University of California, Riverside, California 92521, United States.
ACS catalysis
|July 24, 2025
概括
在SBA-15上沉积 (Pt) 和二氧化 (TiO2) 的顺序显著影响了催化剂性能. 首先沉积TiO2,其次是Pt,通过创建理想的Pt/TiO2反应接口站点来优化催化活性.
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.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 高表面积的催化剂对于各种化学反应至关重要.
- 控制金属纳米粒子和支材料之间的接口是优化催化剂性能的关键.
- 原子层沉积 (ALD) 可精确控制纳米级的薄膜沉积.
研究的目的:
- 系统地描述支持SBA-15.5的Pt/TiO2催化剂的性能.
- 调查沉积顺序 (TiO2首先与Pt首先) 对催化剂特性和活性的影响.
- 阐明Pt/TiO2接口点在催化机制中的作用.
主要方法:
- 原子层沉积 (ALD) 用于在SBA-15.5上创建TiO2薄膜.
- 在位红外吸收光谱 (IR) 用于特征吸收的CO物种.
- 电子显微镜用于分析催化剂形态.
- 用于表面积分析的吸附-脱落异热测量.
主要成果:
- TiO2膜均地分布在SBA-15中位孔内,具有可控制的子单层厚度.
- 沉积顺序显著改变了催化剂特性和Pt纳米粒子特性.
- 沉积在TiO2/SBA-15上的Pt导致了较小的NP和较低的Pt协调.
- 在Pt/SBA-15上沉积的TiO2导致了部分Pt表面阻塞,并在接口点改变了CO结合.
- 最佳的催化活性是通过首先沉积的TiO2,在约半个单层覆盖率 (≥2个ALD周期) 中实现的.
结论:
- 对于TiO2和Pt沉积的ALD序列极大地影响了由此产生的催化剂的结构性质关系.
- Pt/TiO2接口点在催化反应机制中发挥着至关重要的作用,涉及CO吸附和迁移.
- 通过控制TiO2覆盖率来调整这些接口点的密度,对于最大限度地提高催化效率至关重要.
