JACS：K/Li掺杂对Co3O4催化N2O分解性能的影响

催化计 · 公众号 · · 2024-08-27 19:46

正文

纳米催化群-1： 256363607

波兰雅盖隆 大学 Zbigniew Sojka 教授等 报道 Co ₃ O ₄ 纳米立方体以及调节氧化还原性质后的 Co ₃ O ₄ 的分解 N ₂ O 机理。使用 XAS 表征、 XRD 、 Raman 、 SEM 、 TEM 、 Kelvin 探针等表征技术对水热合成方法得到的催化剂进行表征。

本文要点

要点1. 通过 TPSR 和稳态等温催化测试表征，说明 N ₂ O 的 TOF 对催化剂的功函非常敏感。水热合成得到的催化剂，通过 Li 化处理能够形成 {Li’ _8a , Co· _16d } ，并且降低功函和催化活性。但是通过浸渍处理的催化剂形成 {Li’ _8a , Co’ _16d, Co·· _16c } ，这导致催化活性和功函遵循火山形变化。

要点2. K 能够影响表面电势，累积离子化的氧中间体，因此阻碍界面的电子转移。通过调节 Co ₃ O ₄ 的氧化还原性质对催化活性的影响，并且进行 DFT 辅助，从而揭示了 N ₂ O 的分解性质与 N ₂ O/N ₂ O ^- 和 O ₂ ^- /O ₂ 反应物分子与表面 DOS 结构和分子轨道相互作用的关系。发现虚键 3π _g ⁰ (N ₂ O)-α-3d _z2 和占据态 2π _g ¹ (O ₂ ^– )-α-3d _z2 与 Fermi 能级之间的相对位置对于影响界面电子转移的正向转移和反馈起到重要的作用，这种作用是驱动氧化还原反应。

Leszek Nowakowski, Camillo Hudy, Filip Zasada, Joanna Gryboś, Witold Piskorz, Anna Wach, Yves Kayser, Jakub Szlachetko, and Zbigniew Sojka*, N ₂ O Decomposition on Singly and Doubly (K and Li)-Doped Co ₃ O ₄ Nanocubes─Establishing Key Factors Governing Redox Behavior of Catalysts, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c06587

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c06587

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