含有高分散纳米粒子的异相催化剂通常在高温工业条件工作,面临稳定性的挑战。通过溶出法(ex-solution)制备的担载催化剂能够形成镶嵌结构纳米粒子(socketed particle),因此有助于解决稳定性的问题。但是目前对于理解镶嵌结构形貌和催化活性之间的关系的相关研究仍然缺乏。
有鉴于此,华东理工大学詹望成教授、戴升教授等报道通过原位透射电子显微镜表征技术和理论计算研究氧诱导溶出过程,对含有不同La缺陷浓度的Pd掺杂的LaAlO3(LaxAl0.9Pd0.1O3-δ)形成溶出纳米粒子催化剂的过程。
研究发现通过调节La的缺陷水平能够调控镶嵌Pd催化剂的形貌,因此影响高温氧化反应的催化活性。对于镶嵌纳米粒子,纳米粒子的尺寸和露出载体的高度对于氧化反应性能和耐烧结能力密切相关。
(2)
优化的催化剂La0.8Al0.9Pd0.1O3-δ具有优异的燃烧反应(CH4氧化、C3H8氧化)催化活性,特别是稳定性非常高(在1000 ℃老化50 h后仍能够催化反应)和耐水性高。
参考文献
Yu, J., Yang, X., Jia, Y. et al. Regulating socketed geometry of nanoparticles on perovskite oxide supports for enhanced stability in oxidation reactions. Nat Commun 15, 10229 (2024)
DOI: 10.1038/s41467-024-54546-x
https://www.nature.com/articles/s41467-024-54546-x