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負載在可還原氧化物上的貴金屬，如CoO_x和TiO_x，在許多化學反應中表現出優異的活性，但活性增加的原因尚不清楚。

為了回答這個問題，勞倫斯伯克利國家實驗室Miquel Salmeron研究了負載在Au(111)單晶表面上的CoO_x薄膜作為CO氧化反應的模型。

文章要點

1）結果表明，隨著反應物氣相、CO/O₂化學計量比和溫度的變化，CoO_x催化劑的化學和形貌重構存在三個反應區域。

2）在低氧條件下，在中等溫度下(≤)，部分氧化膜(CoO_x<1)是有效的催化劑。相反，化學計量比的只含Co²⁺的CoO薄膜在CO存在的情況下形成碳酸鹽，使反應在300℃以下中毒。

3）在富氧條件下，形成更氧化的催化劑相(CoO_x>1)，包含在寬溫度范圍內有效的Co³⁺物種。共振光電子能譜(ResPES)揭示了Co³⁺中心在催化CO氧化中的獨特作用。此外，密度泛函理論(DFT)的計算為這些氧化物上的反應提供了更深入的途徑和自由能壘。

這項工作中的這些發現突顯了催化劑的多功能性及其隨著反應條件的變化而演變成不同的活性相，無論是拓撲上還是化學上，揭示了操作過程中催化劑結構的新范式。

參考文獻

Chen, H., Falling, L.J., Kersell, H. et al. Elucidating the active phases of CoOx films on Au(111) in the CO oxidation reaction. Nat Commun 14, 6889 (2023).

https://doi.org/10.1038/s41467-023-42301-7