這項(xiàng)工作提出了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和密度泛函理論(DFT)研究,以揭示通過(guò)H
2反應(yīng)在沉積于摻硼石墨烯(表示為Pt/BG)催化劑上鉑納米顆粒(NPs)上NO還原的機(jī)理。表征和DFT計(jì)算都將硼(以Pt/BG計(jì))確定為除公認(rèn)的Pt NPs之外的另一個(gè)NO吸附位點(diǎn)。此外,BG導(dǎo)致Pt/BG中Pt NPs尺寸的減小,從而促進(jìn)了氫的溢出。Langmuir-Hinshelwood雙位動(dòng)力學(xué)模型在Pt/BG上的數(shù)學(xué)和物理標(biāo)準(zhǔn)均得到滿足,這表明H溢出進(jìn)一步活化了硼(在Pt/BG中)吸附的NO。另一方面,Pt/石墨烯(Pt/Gr)表現(xiàn)出典型的Langmuir-Hinshelwood單中心機(jī)理,其中Pt NPs僅充當(dāng)NO吸附的活性中心。這項(xiàng)工作有助于以密切的機(jī)理了解在Pt/BG和Pt/Gr催化劑上發(fā)生的NO-H
2反應(yīng),并提供了有關(guān)活性位點(diǎn)作用的新見解,以改進(jìn)用于還原NO催化劑的設(shè)計(jì)。
Figure 1. Pt/Gr模型的優(yōu)化結(jié)構(gòu)(a),Pt/Gr上的NO/H
2共吸附(b),Pt/BG模型(c),Pt/BG上的NO/H
2共吸附(d)。
Figure 2. 實(shí)驗(yàn)和預(yù)測(cè)反應(yīng)速率的奇偶校驗(yàn)圖
Figure 3. 在Pt/BG催化劑上的NO?H
2反應(yīng)中,Pt團(tuán)簇(r
3)和摻雜的硼(r
21)對(duì)NO活化的貢獻(xiàn)。
相關(guān)研究成果于2020年由江漢大學(xué)Maocong Hu課題組,發(fā)表在Journal of Hazardous Materials(doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124327)上。原文:Mechanistic insights into NO?H
2 reaction over Pt/boron-doped graphene catalyst。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)