金屬或氧化物納米結構負載型催化劑在許多工業反應中發揮著重要作用,金屬或氧化物覆蓋層與其載體之間的相互作用會對催化性能產生重大影響。
有鑒于此,中國科學院大連化物所包信和院士、傅強研究員等報道表明,在含H2和含O2的氣氛中,尺寸較小的Pt能很好地穩定在CeO2上,但是在SiO2上燒結,這表明CeO2在Pt與載體的相互作用過程中是活躍的,而SiO2是惰性的。另一方面,負載在SiO2上的鈷氧化物(CoOx)在空氣中以及在二氧化碳加氫制一氧化碳的過程中都能保持低價態的Co2+,這表明CoOx與SiO2之間存在很強的相互作用。然而,CoOx覆蓋層與CeO2之間的相互作用較弱,在CO2加氫制CH4的反應過程中容易被還原為金屬Co。
本文要點:
(1)
因此,SiO2在CoOx與載體的相互作用中是活躍的,而CeO2則是惰性的,這與Pt/氧化物體系中的普遍現象相反。
對負載在各種氧化物上的Pt和CoOx納米催化劑的穩定性進行的系統研究,結果表明氧化物載體的還原性能夠描述催化劑與載體之間的相互作用。
(2)
具有高還原性或者金屬-氧的化學鍵的強度低的氧化物載體與Pt和其他金屬有很強的相互作用,表現出較高的金屬親和性;具有低還原性或金屬-氧鍵強度高的氧化物載體與CoOx和其他氧化物有很強的相互作用,具有較高的氧化物親和性。
參考文獻
Cui Dong, Rongtan Li, Zhenping Qu, Yamei Fan, Jianyang Wang, Xiangze Du, Chengxiang Liu, Xiaohui Feng, Yanxiao Ning, Rentao Mu, Qiang Fu*, and Xinhe Bao*, Oxide Support Inert in Its Interaction with Metal but Active in Its Interaction with Oxide and Vice Versa, J. Am. Chem. Soc. 2025
DOI: 10.1021/jacs.4c17075
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c17075