在苛刻条件下保持负载型金属催化剂中小的Pt晶体的高分散性是一个重要的工业问题,且具有挑战性。近日,美国宾夕法尼亚大学Raymond J. Gorte等研究发现Pt和LaFeO3薄膜之间的外延生长和强金属载体相互作用可提高Pt纳米颗粒的稳定性,在苛刻条件下保持Pt晶体的高分散性。
本文要点:
1)作者采用原子层沉积法在MgAl2O4载体上制备了具有高表面积的LaFeO3薄膜,并将Pt纳米颗粒负载在LaFeO3/MgAl2O4上制备了Pt/LaFeO3/MgAl2O4材料。实验发现,Pt/LaFeO3/MgAl2O4在1073 K下经过多次氧化和还原循环后可将Pt颗粒大小保持在1-nm到2-nm的范围内。
2)通过扫描透射电子显微镜(STEM)表征发现,当催化剂在1073K下氧化时,Pt微晶的取向取决于LaFeO3薄膜。X射线吸收光谱(XAS)也证实了Pt环境的变化。
3) 进一步研究发现,Pt团簇的外延生长以及随之而来的Pt和LaFeO3之间的强金属-载体相互作用是增强催化性能的主要原因。
该工作表明钙钛矿结构支撑的金属催化剂可能为某些应用中的烧结问题提供解决方案。
Xinyu Mao, et al. Epitaxial and Strong Support Interactions between Pt and LaFeO3 Films Stabilize Pt Dispersion. J. Am. Chem. Soc., 2020
DOI: 10.1021/jacs.0c00138
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c00138