ACS Catal：计算模拟研究单原子CO氧化氧化活性

纳米

2022-01-25

南加州大学Shaama Mallikarjun Sharada等报道通过DFT模拟计算结合能量跨度模型（energetic span model），研究了金红石TiO₂ (110)晶面上分散的单原子Pt单个空位H₁位点在低温CO氧化反应的催化活性。分析各种可能反应路径，计算和比较各种反应路径的TOF区别。

本文要点：

（1）

对通过Eley-Rideal (ER)、三分子ER、Langmuir-Hinshelwood (L-H) 及其机理之间的结合情况中12种不同反应路径进行CO氧化反应的情况，发现TER反应机理通过CO辅助CO₂脱附实现了最高的TOF。但是这个反应机理被排除了，因为对于Pt的催化反应，Pt在反应环境中同时与两个CO分子结合形成的中间体并不稳定（通过分子动力学结果发现）。

（2）

由于发现当从CO脱附出发（包括MvK反应机理）的反应过程表现非常低的TOF，作者得出结论认为Pt/TiO₂ (110)的H₁催化位点在理论上具有非常弱的CO氧化催化活性。

通过使用ESM方法计算各种路径的TOF，研究了多种氧化物担载的原子分散型催化剂，得到了可能在低温CO氧化反应性能最好的催化剂。

参考文献

Selin Bac and Shaama Mallikarjun Sharada*, CO Oxidation with Atomically Dispersed Catalysts: Insights from the Energetic Span Model, ACS Catal. 2022, 12, 2064–2076

DOI: 10.1021/acscatal.1c04299

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c04299