在異相催化劑領域,如何優化單原子催化劑(SAC)的反應活性和選擇性仍然是個巨大挑戰。
有鑒于此,上海大學張登松教授、慕尼黑大學Emiliano Cortés等報道通過POM(金屬聚陰離子簇)電子相互作用(PMEI,polyoxometalates-mediated electronic interaction),構筑CeO2載體修飾POM的Pt單原子,命名為Pt1/CeO2-HPW,實現了選擇性催化。
本文要點
(1)
通過CeO2載體之上的Pt單原子和HPW簇獨特的結構產生PMEI效應,CeO2對HPW的親電性W發生電子轉移,隨后Pt原子向缺電子CeO2提供電子。這種現象能夠增強Pt原子攜帶的正電荷,調控O2活化,限制晶格氧的移動,比Pt1/CeO2單原子催化劑相比得到更好的效果。
(2)
Pt的電子結構以及HMP的局部強酸性能夠增強NH3的分解,NO轉化反應的N2選擇性,當使用揮發有機化合物作為反應物,具有更高的CO2產物選擇性。
這項研究發展了平衡反應性和選擇性的SAC單原子催化劑的設計理念,有助于環境催化應用。
參考文獻
Tianwei Lan, Rambabu Yalavarthi, Yongjie Shen, Min Gao, Fuli Wang, Qingmin Hu, Pengfei Hu, Mohsen Beladi-Mousavi, Xin Chen, Xiaonan Hu, Huiqian Yang, Emiliano Cortes, Dengsong Zhang, Polyoxometalates-Mediated Selectivity in Pt Single-Atoms on Ceria for Environmental Catalysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202415786
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202415786