Functional CeOx nanoglues for robust atomically dispersed catalysts
氧化鈰納米膠穩定原子級分散金屬催化劑
Xu Li, Xavier Isidro Pereira-Hernández, Yizhen Chen, Jia Xu, Jiankang Zhao, Chih-Wen Pao (包志文), Chia-Yu Fang, Jie Zeng*, Yong Wang*, Bruce C. Gates*, Jingyue Liu*
2022/12/14
在多相催化中，原子級分散的金屬催化劑因具有獨特的幾何和電子特性、最高的原子利用效率和均勻的活性位點，而備受關注。然而，高度分散的金屬原子或因高表面能而移動團聚，穩定性差;或因與載體作用過強而導致活性位點鈍化。這裏，我們設計了一種「納米膠（島）」穩定的原子級分散金屬催化劑，提高了催化劑的穩定性和活性。該設計策略以與金屬作用強的氧化铈作為“島”，作用弱的氧化硅作為支撐“島”的載體，貴金屬鉑作為催化活性中心。研究人員使用液相靜電吸附的合成方法獲得僅兩納米的氧化铈“納米島”，隨後利用“零電點”原理將鉑原子選擇性地吸附在氧化铈上，實現平均每個“島”上不超過一個鉑原子的目標。穩定性研究表明，鉑原子在高溫600攝氏度下的空氣或氫氣氛圍中限定在“島”內移動，不跨“島”團聚，實現了金属位點的穩定。經還原活化后的催化劑，催化一氧化碳氧化反應的速率得到提升並具有高穩定性。通過選擇特定材料的載體、“納米島”和活性金屬原子，有望將該“納米島”類型催化劑應用於更多不同的催化反應。
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