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铂单原子催化剂同步辐射X射线吸收谱的研究进展
任诗杰, 谯思聪, 刘崇静, 张文华, 宋礼
高等学校化学学报    2022, 43 (9): 20220466-.   DOI:10.7503/cjcu20220466
摘要   (2127 HTML77 PDF(pc) (18155KB)(755)  

相比于传统块体材料, 铂单原子催化剂(Pt SACs)具有接近100%的贵金属利用率、 优异的催化活性和均一的反应位点等优势, 近年来逐渐成为催化研究的前沿之一. 高度分散的Pt原子与载体之间的界面相互作用很大程度上决定了Pt SACs的物理和化学性能. 因此, 建立金属-载体相互作用与性能之间的内在关联机制, 对于单原子催化剂的优化设计至关重要. 得益于同步辐射光源高亮度、 高准直性和宽波谱的优势, X射线吸收谱技术在鉴别单原子催化剂的电子结构和局域配位方面的成果显著. 本文综合评述了Pt SACs X射线吸收谱的研究进展, 重点介绍了Pt与金属氧化物、 金属、 纳米碳和多孔有机框架等载体之间独特的相互作用, 以及其对性能的影响机制, 并对未来同步辐射新技术在Pt SACs的高分辨解析方面的前景进行了展望.



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Fig.8 Pt L3?edge XANES spectra of Au@Pt1.5Co0.08, Au@Pt1.5, Pt1.5Co0.08, Pt foil(A), Co K?edge XANES spectra(B) and Co K?edge EXAFS spectra of Au@Pt1.5Co0.08, Co foil, CoO, Co3O4(C), wavelet transform(WT) EXAFS spectra of Au@Pt1.5Co0.08, Pt1.5Co0.08, Au@Pt1.5 and Pt foil(D)[66]
Copyright 2022, Science Press and Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences.
正文中引用本图/表的段落
另一方面, 引入孤立金属位点所致的应变效应也可以通过调节电子结构来显著影响材料的催化性能. Wan等[66]通过改变Pt和Co前驱体用量, 合成了一系列具有不同壳层厚度和晶格应变程度的 Au@(PtCo0.05x 核壳催化剂. Pt-Co壳体越厚, 晶体中的机械弛豫导致Pt-Co壳层上的拉伸应变越小. 在同步辐射XANES谱中, Au@Pt1.5Co0.08的白线强度略高于Au@Pt1.5Co0.08和Au@Pt1.5, 说明由于Au核和 Pt-Co壳层之间的强相互作用, Au@Pt1.5Co0.08的5d轨道填充较少, 并且Co和Pt原子之间的d轨道杂化更强, 从Pt原子到Co原子的电荷转移更多. 因此, Au诱导的Pt-Co壳层拉伸应变促进了电子从Pt向Co的转移, 从而降低了Pt的d带[图8(A)~(D)].
Copyright 2021, Oxford University Press. ...
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... 另一方面, 引入孤立金属位点所致的应变效应也可以通过调节电子结构来显著影响材料的催化性能. Wan等[66]通过改变Pt和Co前驱体用量, 合成了一系列具有不同壳层厚度和晶格应变程度的 Au@(PtCo0.05x 核壳催化剂. Pt-Co壳体越厚, 晶体中的机械弛豫导致Pt-Co壳层上的拉伸应变越小. 在同步辐射XANES谱中, Au@Pt1.5Co0.08的白线强度略高于Au@Pt1.5Co0.08和Au@Pt1.5, 说明由于Au核和 Pt-Co壳层之间的强相互作用, Au@Pt1.5Co0.08的5d轨道填充较少, 并且Co和Pt原子之间的d轨道杂化更强, 从Pt原子到Co原子的电荷转移更多. 因此, Au诱导的Pt-Co壳层拉伸应变促进了电子从Pt向Co的转移, 从而降低了Pt的d带[图8(A)~(D)]. ...

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