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研究概述

二氧化鈰（CeO₂）是一種廣泛使用的氧化物催化劑，但其活性位點的性質仍然難以捉摸。

基于此，2024年11月7日，上海科技大學楊帆副教授在國際期刊Nature Communications發(fā)表題為《Dynamic control and quantification of active sites on ceria for CO activation and hydrogenation》的研究論文。

在此，研究人員結合模型和粉末催化劑研究，闡明了在CeO₂催化CO活化和加氫過程中的結構-活性關系。

研究人員在平面CeO₂(111)上合成了定義良好的CeO₂團簇，并展現(xiàn)出動態(tài)可調的鈰配位數(shù)范圍，這增強了它們與CO的相互作用。

研究發(fā)現(xiàn)，還原態(tài)的團簇（如Ce₃O₃）可以強烈結合CO并促進其解離，而近化學計量的團簇（如Ce₃O₇）對CO吸附較弱，通過碳酸鹽的形成促進氧化。

與平面CeO₂表面不同，負載的CeO₂團簇展現(xiàn)出與粉末CeO₂催化劑相似的動態(tài)特性和增強的催化活性。

模型研究的見解提供了一種量化粉末CeO₂上活性位點的方法，并指導進一步優(yōu)化CeO₂催化劑以用于合成氣轉化。

這項工作標志著模型導向催化劑設計的飛躍，并強調了位點特異性催化的重要性。

圖文解讀

圖1：平面CeO₂(111)的原子結構和定義良好的CeO₂團簇

圖2：CO與CeO₂(111)表面和CeO₂(111)上CeO₂團簇的相互作用和反應

圖3：模型和粉末CeO₂催化劑的反應動力學、表面價態(tài)和化學性質的比較

文獻信息

Shao, W., Zhang, Y., Zhou, Z. et al. Dynamic control and quantification of active sites on ceria for CO activation and hydrogenation. Nat. Commun. 15, 9620 (2024).?

原創(chuàng)文章，作者：zhan1，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/11/09/c4d9521bf2/

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