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南京大学高飞课题组最近报道了一种Ce-Sn固溶体(CSO)负载Pt的高性能CO氧化催化剂(Pt/CSO)。该研究利用具有高浓度表面氧空位的载体去限制还原活化后的铂团簇粒径,从而显著提升了催化剂还原活化后的催化性能。 随着日益严苛的机动车尾气排放法规的实行,亟需研发更加经济实用的高效催化剂实现机动车尾气净化的需求。在众多催化剂中,由于Pt-CeO2材料出色的催化性能而受到研究者的广泛关注。在研究过程中人们发现,Pt物种的粒径是影响其催化性能的一个关键因素,而如何实现高活性Pt物种粒径的调控一直是环境催化领域热门的研究课题之一。
为此,高飞课题组通过简单的掺杂策略合成了具有丰富氧空位的铈锡固溶体(CSO),在负载Pt物种后通过简单的CO(通常存在于尾气排放中的物种)还原活化处理,Pt/CSO的CO催化氧化性能明显优于传统的Pt/CeO2催化剂。系列物理化学表征结果表明,高分散的Pt单位点在CO还原后转变为Pt团簇,而由于载体表面氧空位的限制,在CSO上产生的铂团簇(约1.2 nm)比在CeO2上(约1.8 nm)小得多,而尺寸更小的Pt团簇意味着暴露更多的Pt位点和Pt-CSO活性界面用于吸附和活化CO/O2,进而明显提高了催化剂的催化性能。 该工作从金属载体相互作用入手,通过调节金属氧化物载体氧空位浓度并结合活化后处理,实现了高活性Pt物种粒径的调控,为设计合成高效的尾气后处理催化剂提供了新的思路。 论文信息 Fabricating Robust Pt Clusters on Sn-Doped CeO2 for CO Oxidation: A Deep Insight into Support Engineering and Surface Structural Evolution Qinglong Liu, Peng Yang, Wei Tan, Haowei Yu, Jiawei Ji, Cong Wu, Yandi Cai, Shaohua Xie, Fudong Liu, Song Hong, Kaili Ma, Fei Gao, Lin Dong 文章第一作者是南京大学博士研究生刘庆龙,通讯作者为南京大学高飞副教授。 研究得到了国家自然科学基金(21972063)及江苏省自然科学基金(BK20200012)的资助。 Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202203432
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