由于難以從不同的活性位點(diǎn)提取相關(guān)信息,因此了解多相催化中活性位點(diǎn)之間的相互作用面臨著巨大的挑戰(zhàn)。基于此,復(fù)旦大學(xué)唐幸福教授和清華大學(xué)李雋教授(共同通訊作者)等人報(bào)道了通過表明電子傳導(dǎo)可以促進(jìn)遠(yuǎn)距離活性位點(diǎn)的直接相互作用來解決上述問題的方案。
通過實(shí)驗(yàn)和密度泛函理論(DFT)計(jì)算表明,遠(yuǎn)程活性位點(diǎn)之間的電子穿梭是在Ag1+1?MnO2上進(jìn)行高效低溫CO氧化的關(guān)鍵。只要能夠?qū)崿F(xiàn)電子傳導(dǎo),活性位點(diǎn)之間的相互作用可能普遍存在于金屬粒子催化的反應(yīng)中。實(shí)際上,負(fù)載的Au和Pt顆粒似乎也遵循CO氧化中的EDM,從它們的Ea值遠(yuǎn)小于相應(yīng)負(fù)載的SACs。此外,這種金屬顆粒介導(dǎo)的EDM可能也適用于單個(gè)金屬顆粒(如Au和Pd)的液體表面氧化反應(yīng),其中直接檢測到存儲在單個(gè)Au顆粒中的離域電子。
事實(shí)上,具有金屬特性的顆粒已被證明具有顯著的高催化活性,意味著活性位點(diǎn)之間存在潛在的相互作用。作者在此提出的催化氧化反應(yīng)中的EDM有助于從根本上理解活性位點(diǎn)及其相互作用,這在決定多相催化中的反應(yīng)機(jī)制方面具有關(guān)鍵作用。當(dāng)電子通信成為可能時(shí),多相催化(包括納米催化和單原子催化)中的單個(gè)活性位點(diǎn)似乎可以協(xié)同作用。
Interplay between remote single-atom active sites triggers speedy catalytic oxidation. Chem, 2022, DOI: 10.1016/j.chempr.2022.07.002.
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.07.002.
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