理論計算揭示催化劑的金標是火山型規律,這種火山型變化規律通常用于揭示催化活性位點的組成或者尺寸。
有鑒于此,華東理工大學段學志教授、練成教授、上海交通大學劉晰研究員等報道催化劑的載體和吸附物質導致Pt-Co雙金屬結構重構,而且對不同的界面活性位點之間的相互作用,提出了火山曲線的協同效應。
通過多種表征技術,以及同位素動力學,多尺度理論計算模擬,說明受到Pt-C鍵(金屬-載體界面)和Co-O鍵(金屬-吸附物界面)的作用,Co持續不斷進入Pt催化劑內,形成Pt富集的合金,而且形成分離的Co物種,并且Co偏析形成外延覆蓋層和Co3O4簇,最終導致結構坍塌形成無定形合金。
(2)
發現三個不同的協同作用,包括晶格氧的氧化還原效應、Pt富集合金/CoOx覆蓋層的雙位點、合金內的電子耦合,這三個效應分別發生在CO氧化(氣相)、氨硼烷水解(液相催化)、制氫催化(電催化)。協同效應關系火山型變化代表了傳統組成/尺寸火山型變化規律的拓展,為雙金屬催化劑的理論模型和實驗研究提供幫助。
參考文獻
Chen, W., Shi, Y., Liu, C. et al. Restructuring the interfacial active sites to generalize the volcano curves for platinum-cobalt synergistic catalysis. Nat Commun 15, 8995 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-53474-0
https://www.nature.com/articles/s41467-024-53474-0