波兰雅盖隆大学Zbigniew Sojka教授等报道Co₃O₄纳米立方体以及调节氧化还原性质后的Co₃O₄的分解N₂O机理。使用XAS表征、XRD、Raman、SEM、TEM、Kelvin探针等表征技术对水热合成方法得到的催化剂进行表征。

本文要点

（1）

通过TPSR和稳态等温催化测试表征，说明N₂O的TOF对催化剂的功函非常敏感。水热合成得到的催化剂，通过Li化处理能够形成{Li’_8a, Co·_16d}，并且降低功函和催化活性。但是通过浸渍处理的催化剂形成{Li’_8a, Co’_16d, Co··_16c}，这导致催化活性和功函遵循火山形变化。

（2）

K能够影响表面电势，累积离子化的氧中间体，因此阻碍界面的电子转移。通过调节Co₃O₄的氧化还原性质对催化活性的影响，并且进行DFT辅助，从而揭示了N₂O的分解性质与N₂O/N₂O^-和O₂^-/O₂反应物分子与表面DOS结构和分子轨道相互作用的关系。发现虚键3π_g⁰(N₂O)−α-3d_z2和占据态2π_g¹(O₂^–)−α-3d_z2 与Fermi能级之间的相对位置对于影响界面电子转移的正向转移和反馈起到重要的作用，这种作用是驱动氧化还原反应。

参考文献

Leszek Nowakowski, Camillo Hudy, Filip Zasada, Joanna Gryboś, Witold Piskorz, Anna Wach, Yves Kayser, Jakub Szlachetko, and Zbigniew Sojka*, N₂O Decomposition on Singly and Doubly (K and Li)-Doped Co₃O₄ Nanocubes─Establishing Key Factors Governing Redox Behavior of Catalysts, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c06587

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c06587