多相催化剂在化学工业中起着举足轻重的作用。强金属-载体相互作用(SMSI)影响催化剂活性,近几年引起了极大的研究关注。然而,目前仍然缺乏对其真实催化体系机理的深层次了解。
有鉴于此,苏黎世联邦理工学院Jeroen A. van Bokhoven,Xing Huang,Marc-Georg Willinger报道了利用最先进的原位电子显微镜、原位X射线光电子能谱和原位X射线衍射技术,辅以密度泛函理论计算,研究了铂钛催化剂上的SMSI。研究人员揭示了氢在SMSI形成中的双重作用和氧的独特作用。特别是氧气的作用以前尚未被报道。
文章要点
1)研究发现,在高温还原过程中,厚度受限的还原型二氧化钛的迁移和合金的形成具有竞争机制。随后暴露在氧气中,使得钛与合金隔离,形成较厚的二氧化钛覆盖层。
2)氧环境中氧化物覆盖层的稳定性表明,SMSI可以用于催化氧化反应。
Arik Beck, et al, The dynamics of overlayer formation on catalyst nanoparticles and strong metal-support interaction, Nat Commun, 2020
DOI:10.1038/s41467-020-17070-2
https://doi.org/10.1038/s41467-020-17070-2