今日Science：溫室效應的春天！終于能低溫活化一氧化碳了

Allen 6年前 (2017-12-14) 4592瀏覽

【引言】

在過去幾十年內燃機一直在不斷進步以達到更高的燃油效率標準和降低溫室氣體排放，但其是否能商業化取決于控制標準污染物（一氧化碳，氮氧化物，碳氫化合物和顆粒物）的排放量。先進發動機的排氣溫度較低，需要催化劑在低于150°C的溫度下就能有效活化，為了提高燃油效率，研究人員正全力投入內燃機的設計中，以盡量減少廢氣中浪費的熱量，改善日益增加的溫室效應。單原子非均相催化劑已經表現出優異的低溫反應性，但是不能滿足在高負荷下所需的高溫熱或水熱耐久性。因此實現低溫活性，同時在高負荷下遇到的苛刻條件仍然滿足低溫條件仍然是一個艱巨的挑戰。

【成果簡介】

北京2017年12月15日，Science在線發表了華盛頓州立大學王勇教授、美國新墨西哥大學Abhaya K. Datye（共同通訊）團隊題為“Activation of surface lattice oxygen in single-atom Pt/CeO₂?for low-temperature CO oxidation”的文章，該研究證明了已經熱穩定的二氧化鈰（CeO₂）上原子分散的離子鉑（Pt²⁺）如何可以通過蒸汽處理（在750℃）進行活化，以實現低溫一氧化碳（CO）氧化活性的目標，同時提供優異的水熱穩定性。研究發現，在Pt²⁺附近的CeO₂上形成新型的活性位點，改善了反應條件。在氧化環境中，這些活性位點在800°C以下穩定。蒸汽處理后，Pt²⁺催化劑可以在150℃下變得對CO氧化有活性。在模擬汽車尾氣的研究中，這種催化劑處理還改善了其對諸如碳氫化合物等其它尾氣成分的氧化活性。

【圖文導讀】

圖1 Pt/CeO₂催化劑的表征與性能

圖2 Pt單原子（Pt²⁺）和活性表面晶格氧的識別