金屬納米顆粒和氧化物載體之間的電子相互作用對于納米催化劑的功能性控制具有重要意義,主要表現在催化劑的穩定性、活性和選擇性三個方面。這種相互作用中,電子轉移是不得不提而又很難研究的一個問題。
有鑒于此,Lykhach等人以Pt/CeO2催化劑為研究對象,定量考察了電子轉移數量與顆粒尺寸的關系,以及對于活性、穩定性等的影響。
結合同步輻射光電譜、掃描隧道顯微鏡以及DFT計算,研究人員發現,當Pt納米顆粒尺寸為50 個原子左右時,每個Pt原子的電子轉移數量是最多的,差不多每一個Pt原子上有一個電子轉移到氧化物載體。當Pt納米顆粒尺寸更大時,電荷轉移達到其本質極限。當Pt納米顆粒尺寸更小時,成核和缺陷抑制電荷轉移。
總之,這項研究工作幫助研究人員更好地理解尺寸效應和金屬-載體界面電子效應,將對非均相催化劑的制備起到很好的指導和借鑒作用。
圖1. Pt/CeO2催化劑的結構表征
圖2. EMSI計算電子轉移數量
圖3. DFT總結
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