厦大邓德会Nature子刊：室温CO氧化，电子穿透效应功不可没！

2023年10月10日下午7:22 • 顶刊解读

在室温下实现CO的氧化对于气体净化具有重要意义，但实现该反应仍具有挑战性。3d过渡金属(TMs)促进的Pt催化剂有希望实现该反应，但TMs在富氧气氛中容易被深度氧化，导致低活性。

基于此，厦门大学邓德会团队报道了一种石墨烯包封CoNi纳米粒子的Pt催化剂，其中Pt分散在石墨烯上(Pt/CoNi@NC)，用于在富氧气氛中有效催化CO氧化。

CoNi合金由超薄石墨烯壳保护免受氧化，因此能够通过电子穿透效应调节Pt-石墨烯界面的电子特性。石墨烯封装TMs的策略可有效提高富氧气氛中Pt催化CO氧化反应的活性和耐久性。

这种催化剂可以在室温下实现接近100%的CO 转化率，而 Pt/C和Pt/CoNiO_x的转化率有限催化剂。另外，该催化剂CO转化率在24小时后仅下降12%，结构未发生改变，优于 Pt-FeO_{1- x}/CB、Pt-CoO_{1- x}/CB和Pt-NiO_{1- x}/CB催化剂(在室温下24小时后下降40-60 %)。

实验和DFT计算表明，CO会使Pt位点饱和，而O₂可以吸附在Pt-石墨烯界面而不与CO竞争，从而促进O₂的活化和后续的表面反应。

这种石墨烯隔离体系不同于经典的金属-金属氧化物催化界面，为多相催化剂的设计提供了新思路。

Electron penetration triggering interface activity of Pt-graphene for CO oxidation at room temperature. Nature Communications, 2021. DOI: 10.1038/s41467-021-26089-y

厦大邓德会Nature子刊：室温CO氧化，电子穿透效应功不可没！

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