摘要:單原子催化劑(single-atom catalyst,SAC)可以最大化金屬原子利用率,并具有獨特的電子特性,已經(jīng)在各種催化反應中進行了廣泛的探索。然而,與納米催化劑相比,貴金屬SAC在烴類氧化反應中通常被認為是不活潑的。在本文中,證明了WO3-TiO2負載的Pt SAC (Pt1/WO3-TiO2)在光熱協(xié)同催化氧化C3H8和C3H6這兩種典型的揮發(fā)性有機化合物(VOCs)中表現(xiàn)出比相應的納米催化劑(PtNP/WO3-TiO2)高得多的活性。研究發(fā)現(xiàn),Pt1/WO3-TiO2和PtNP/WO3-TiO2都可以通過克服氧中毒來提高光熱協(xié)同催化C3H8氧化的活性。值得注意的是, Pt1/WO3-TiO2的反應速率達到了3792μmol?gPt?1?s?1,這對C3H8氧化是一個新的突破。更有趣的是,由于C3H6在PtNP/WO3-TiO2上的強吸附導致催化劑C3H6中毒,因此PtNP/WO3-TiO2上的光熱協(xié)同催化C3H6氧化無法進行。但是,得益于C3H6和Pt單原子之間適中的相互作用,Pt1/WO3-TiO2上的C3H6中毒在光照下可以被克服。因此,Pt1/WO3-TiO2在光熱協(xié)同催化C3H6氧化中顯示出更高的活性。這項工作表明,SAC的優(yōu)勢不僅在于節(jié)約貴金屬,還在于可以根據(jù)其獨特的電子特性發(fā)現(xiàn)新的催化反應。
關鍵詞:單原子催化劑;光熱協(xié)同催化;氧化反應;氧中毒;丙烯中毒
中圖分類號:O644