Au–Pd单原子合金(SAA)催化剂的催化机理和成键分析:CO氧化反应（英文）

作者：Sambath Baskaran; 许聪俏^*; 王阳刚; Ignacio L.Garzón; 李隽^*

来源：Science China-Materials, 2020, 63(06): 993-1002.

单原子催化剂(SACs)在催化科学领域引起了人们的广泛关注,包括被称为单原子合金(SAAs)的包含金属-金属键合的双金属催化剂.本文通过量子化学计算方法研究了Au–Pd单原子合金模型Au37Pd1上CO氧化反应的催化机理和成键分析,确定了CO@Au–Pd, O2@Au–Pd和CO/O2@Au–Pd等吸附构型的几何结构以及吸附物与底物间的结合能. Pd原子位于核芯位置的核-壳结构被证实为Au–Pd单原子合金的最稳定构型,该结构的稳定性来源于Pd原子向Au原子的电荷转移.根据结合能和化学成键分析, CO和O2分子均优先吸附在配位数低且位于顶点位置的Pd原子上.本文报道了一种新的CO和O2共吸附结构,其中CO和O2分别在两个相邻Au–Pd键上以垂直和平行桥联方式吸附,该Au–Pd单原子合金的CO氧化反应具有低能垒且遵循Langmuir-Hinshewood (L-H)机理.本文探讨了单原子合金催化剂中单原子在催化反应中的重要作用,可以为设计具有优异催化活性的新型单原子合金催化剂提供依据.

• 单位
  清华大学