Mechanistic insights into temperature hysteresis in CO oxidation on Cu-TiO2 mesosphere, Applied Catalysis B: Environment and Energy, 352, 124017(2024)
解析Cu-TiO2微米球上CO氧化反應之溫度遲滯現象
Wen-Ta Yang, Li Cheng Kao*, Xian-Teng Yu, Chung-Li Dong, Sofia Ya Hsuan Liou*
2024/11/07
在追尋表面催化的反應機制解中，科學家不斷透過新型態的分析方法來直接觀察催化反應的過程，以期能將反應路徑有更良好的解析。在此研究中，我們利用兩種原位實驗方法，將含銅之異質催化材料(Cu-TiO2微米球)進行氧化CO時，升降溫過程產生的溫度遲滯現象，以結晶型態和表面氧化物變化兩種角度來詮釋其反應途徑之差異。反應行為可以藉由溫度區間劃分為高溫區間結晶體氧補充和低溫區間表面吸附氧催化的兩種不同路徑。高溫段藉由原位拉曼光譜在金紅石相二氧化鈦結晶面上的比例變化可得知，此反應溫度下晶體結構產生了一定程度的扭曲(distortion)，其中又以{001}消長最為顯著。另一個突破點是藉由原位同步輻射吸收光譜觀察在低溫區間(40-150。C)的反應行為，其中除了良好的解釋了為何這異質催化材料可以在較低溫下啟動CO的氧化反應，也觀察到表面啟動的關鍵反應式: CuO → Cu2O → Cu2O/Cu，為CO氧化催化劑在追求低溫下的反應高效率特性，提供材料設計的關鍵因子。
研究動態
