开发含Pt量较低的高性能Pt催化剂用于低温(<100 ℃)CO催化氧化非常重要,同时具有非常大的挑战。
有鉴于此,中国科学院过程研究所苏发兵研究员、朱廷钰研究员、刘霄龙博士、上海交通大学刘晰副教授、北京工商大学纪永军教授、北京理工大学陈文星副教授等报道一种低Pt高活性催化剂,其中的Pt担载量仅为0.15 wt %。
本文要点
(1)
构筑的催化剂为Pt-Ti金属间单原子合金、Pt纳米粒子共同担载在缺陷型TiO2载体上,在80 ℃或120 ℃进行CO的催化氧化,在80 ℃的TOF达到创纪录的11.59 s-1,在120 ℃实现CO的完全氧化。
(2)
由于Pt-Ti金属间合金和Pt纳米粒子的协同作用,缓解CO和O2的竞争吸附,增强O2的活化。Pt单原子能够通过Pt-Ti金属间结构保持稳定,在Pt-Ti金属间合金导致TiO2晶格变形。晶格变形实现了活化表面晶格氧,因此能够在低温发生Mars-van Krevelen机理和Langmuir-Hinshelwood机理。
参考文献
Zhang, T., Zheng, P., Gao, J. et al. Simultaneously activating molecular oxygen and surface lattice oxygen on Pt/TiO2 for low-temperature CO oxidation. Nat Commun 15, 6827 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-50790-3
https://www.nature.com/articles/s41467-024-50790-3