铂界面限域催化一氧化碳的研究

2016-05-30
研发部

  氧化物在多相催化反应中发挥着重要作用,主要被用作催化剂载体来分散纳米金属粒子,同时氧化物能够通过金属-载体的强相互作用(SMSI)强烈地影响金属的催化性能。催化基础国家重点实验室纳米与界面催化研究组将基于模型体系的表面催化研究和真实催化材料中的界面催化研究相结合,创新性地在金属表面构建纳米结构氧化物形成Oxide-on-metal反转催化体系,实现担载的纳米氧化物直接催化表面反应。由于氧化物与金属之间的相互作用,在金属表面上形成的氧化物为单层分散、亚稳态结构,在氧化物-金属边界处形成了配位不饱和的过渡金属阳离子活性中心,能够高效活化O2、H2O等分子,成功地用于低温催化氧化等反应,并由此发展出“界面限域催化”的概念。

   中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室包信和研究团队通过简单的浸渍-还原并随后在酸性溶液中处理制备了Pt-Cu双金属催化剂. 利用电感耦合等离子体发射光谱、X射线衍射和X射线光电子能谱对不同处理条件下的Pt-Cu纳米粒子的结构和组成进行了表征。研究发现,Pt-Cu催化剂在高温H2中还原形成了PtCu3合金结构, 酸洗处理后形成了包含Pt-骨架(Pt-skeleton)的表面结构和PtCu3合金核的纳米粒子. 而Pt-骨架结构又可通过在H2中退火转变为规整的Pt-表层(Pt-skin)结构. Pt-表层表面修饰Fe氧化物后在CO选择氧化反应中表现出较好的催化性能. 通过此方法制备的三金属Pt-Cu-Fe催化剂可达到与Pt-Fe相近的高活性, 并且催化剂中Pt的用量大大降低.

来源:内江洛伯尔材料科技有限公司