汽车尾气CO减排对减少大气CO污染有着至关重要的作用，虽然贵金属催化剂可以有效地在低温条件下催化氧化CO从而减少其排放，贵金属高昂的价格也阻碍了贵金属催化剂在汽车CO减排领域的应用，其关键在于开发低贵金属用量的高效CO氧化催化剂。

有鉴于此，考虑到二氧化铈（CeO₂）优异的储氧性能，中科院大连化物所的Botao Qiao和Tao Zhang等通过CeO₂廉价的CeO₂负载铑（Rh）单原子，成功合成了低Rh原子用量的Rh₁/CeO₂材料，并探究了其低温条件下CO的催化氧化效果。

本文要点

要点1. 通过共沉淀法制备了CeO₂载体，并采用吸附沉淀法负载Rh单原子，成功合成了Rh₁/CeO₂催化剂，同时还用同样的方法合成了单原子铂和钯负载的CeO₂催化剂（Pt₁/CeO₂和Pd₁/CeO₂）作为对比。

要点2. 研究发现，Rh₁/CeO₂比Pt₁/CeO₂和Pd₁/CeO₂展现出更加优异的低温CO转化效果，在温度约为150 ^oC时，Rh₁/CeO₂的CO转换率就可达到100%，而对于Pt₁/CeO₂和Pd₁/CeO₂，其100% CO转化率的温度则高达350-400 ^oC。

要点3. Rh₁/CeO₂经过50 h的稳定性测试后效率降低至88%，通过将效率降低的Rh₁/CeO₂经过还原再生，发现其效率可以完全恢复，因此推断其失活机理为Rh原子在CO氧化过程中自身也会氧化从而失活。此外，Rh₁/CeO₂也展现出了优异的SO₂抗性。

要点4. 机理研究表明，CO在Rh₁/CeO₂表面的氧化过程可能遵循Mars-van Krevelen机理，吸附的CO和晶格氧反应生成CO₂被认为是CO在Rh₁/CeO₂表面氧化的速控步骤，并且，反应过程中CO对Rh原子的毒害作用并不明显。

因此，该研究为汽车尾气脱除CO提供了新的材料技术方案，并且这种新的 Rh₁/CeO₂催化剂也展现出了在其它CO脱除领域应用的潜力。

参考文献：

Han et al., Highly active Rh₁/CeO₂ single-atom catalyst for low-temperature CO Oxidation, Chem. Commun., 2020.

DOI: 10.1039/D0CC00230E

https://doi.org/ 10.1039/D0CC00230E