为了寻找催化剂设计的指导原则，确定结构与性能的关系已成为现代催化研究的主要范式。长期以来，CO氧化一直被用来探索金属的反应性。贵金属纳米颗粒是用于汽车尾气中和剂、气体传感器和燃料电池的典型CO氧化催化剂。

近日，埃因霍芬理工大学Emiel J.M. Hensen采用湿法浸渍商用CeO₂载体制备了Pd/CeO₂催化剂，并用一套互补的Operando和原位光谱手段进行了研究。

文章要点

1）使用Operando X-射线吸收光谱（XAS）获得Pd形态随时间、温度和反应混合物组成的变化。利用原位近环境压X射线光电子能谱（NAP-XPS），鉴定了CO氧化过程中的各种Pd物种，具有很高的表面和化学灵敏度。

2）研究人员应用时间分辨的分子筛漫反射红外傅里叶变换光谱(DRIFTS)跟踪了Pd表面吸附物种的演化，确定了低温CO氧化过程中活性物种和非活性物种的性质。

3）最后，将光谱数据与稳态和暂态反应动力学实验结果相关联，完成了不同Pd状态在CO氧化中的动力学作用的机理图。研究发现，虽然低温活性与亚氧化和界面Pd中心有关，但高温下的反应涉及金属Pd。这些结果突出了多技术operando方法在建立技术催化剂的结构-活性关系方面的有效性。

参考文献

Valery Muravev, et al, Operando Spectroscopy Unveils the Catalytic Role of Different Palladium Oxidation States in CO oxidation on Pd/CeO₂ catalysts, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202200434

https://doi.org/10.1002/anie.202200434