WO_(3)-TiO_(2)负载的Pt单原子催化剂光热协同催化丙烷和丙烯氧化(英文)

作者：朱锐杰; 康磊磊; 李林; 潘晓丽; 王华; 苏杨; 李广亿; 程鸿魁; 李仁贵; 刘晓艳; 王爱琴

来源：Acta Physico - Chimica Sinica, 2023, 1-9.

• 单原子催化剂
• 光热协同催化
• 氧化反应
• 氧中毒
• 丙烯中毒

单原子催化剂(single-atom catalyst， SAC)可以最大化金属原子利用率，并具有独特的电子特性，已经在各种催化反应中进行了广泛的探索。然而，与纳米催化剂相比，贵金属SAC在烃类氧化反应中通常被认为是不活泼的。在本文中，证明了WO3-TiO2负载的Pt SAC(Pt1/WO3-TiO2)在光热协同催化氧化C3H8和C3H6这两种典型的挥发性有机化合物(VOCs)中表现出比相应的纳米催化剂(PtNP/WO3-TiO2)高得多的活性。研究发现，Pt1/WO3-TiO2和PtNP/WO3-TiO2都可以通过克服氧中毒来提高光热协同催化C3H8氧化的活性。值得注意的是，Pt1/WO3-TiO2的反应速率达到了3792 μmol·gPt-1·s-1，这对C3H8氧化是一个新的突破。更有趣的是，由于C3H6在PtNP/WO3-TiO2上的强吸附导致催化剂C3H6中毒，因此PtNP/WO3-TiO2上的光热协同催化C3H6氧化无法进行。但是，得益于C3H6和Pt单原子之间适中的相互作用，Pt1/WO3-TiO2上的C3H6中毒在光照下可以被克服。因此，Pt1/WO3-TiO2在光热协同催化C3H6氧化中显示出更高的活性。这项工作表明，SAC的优势不仅在于节约贵金属，还在于可以根据其独特的电子特性发现新的催化反应。

• 单位
  中国科学院大学; 催化基础国家重点实验室; 中国科学院大连化学物理研究所