在形状控制的Ceria纳米颗粒上FTIR检测Ce³⁺位点,使用吸附N_{2作为探测分子}

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 表面化学 表面化学
• 催化剂是一种催化剂.

背景情况:

• 由于其可调节的Ce3+/Ce4+氧化状态,Ceria (CeO2) 是一种重要的还氧化催化剂.
• 在现场监测氧化状态对于理解催化机制至关重要.
• 作为探针分子的一氧化碳 (CO) 可以改变的物种化,限制其实用性.

研究的目的:

• 调查使用二 (N2) 作为惰性探头分子,以区分降低米纳米形状上的Ce3+和Ce4+位点.
• 探索15N2在低温下在各种ceria纳米结构上的吸附行为.

主要方法:

• 红外光谱学被用来分析同位素标记15N2.2的吸附.
• 在低温吸附实验中,研究人员对静态度和缩小的米纳米形状 (立方体,多面体,棒) 进行了实验.
• 分析的重点是与不同位的N2吸附相关的特征振动带.

主要成果:

• 15N2吸附在静态度上显示了分别为 (110) 和 (100) 平面的2257和2252厘米-1的波段,表明Ce4+相互作用.
• 在缩小的ceria纳米形上,观察到一个主要带在2255厘米-1和一个肩膀在2254厘米-1处.
• 这些带被归因于位于边缘,角落和面部的Ce3+位点上的15N2吸附.

结论:

• 15N2作为一个合适的惰性探头分子,用于在表面区分Ce3+和Ce4+位点.
• 15N2的吸附优先发生在最酸的Ce3+表面.
• 这种方法允许在不扰乱系统的情况下在氧化还原催化剂中对物种的现场表征.