Identificación del origen de la actividad de los catalizadores de un solo átomo mediante el recuento átomo por átomo
Investigadores dirigidos por el profesor LIU Wei del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia China de Ciencias y sus colaboradores desarrollaron una metodología de estadística de reconocimiento de átomos basada en microscopía electrónica (EMARS) para identificar directamente el origen de la actividad del catalizador de reformado industrial Pt/Al2O3 mediante el recuento átomo por átomo de más de 18.000 átomos de Pt.
Identificación del origen de la actividad de los catalizadores de un solo átomo mediante el recuento átomo por átomo
DICP
La dispersión de átomos en los catalizadores con soporte metálico influye en su actividad catalítica, selectividad y estabilidad. Los métodos tradicionales de espectroscopia pueden proporcionar una descripción promediada de la dispersión de átomos, pero no son capaces de distinguir la divergencia de la estructura localizada.
Los investigadores redefinieron la dispersión de los catalizadores de un solo átomo (SAC) mediante el recuento átomo por átomo con EMARS, y analizaron más de 18.000 átomos de Pt del catalizador Pt/Al2O3 en un rango espacial de 0,023 nm a 6 nm en aspectos de estadísticas precisas sobre la distancia Pt-Pt y el número de átomos contenidos en los clusters.
Encontraron que la actividad para la producción de aromáticos estaba cuantitativamente correlacionada con la densidad de los átomos individuales de Pt1 soportados, pero no todos los sitios de Pt1, sólo aquellos con distancias Pt-Pt mayores de 0,38 nm podían facilitar eficientemente la producción de aromáticos. Los clusters de Pt no aportaron ninguna actividad directa.
"Los clústeres en dispersión monocapa podían redistribuirse mediante la oxidación, sirviendo como fuente adaptativa para proporcionar cinéticamente sitios de Pt1, mientras que otros clústeres cristalinos se comportaban inversamente como sitios de nucleación para la sinterización de átomos de Pt", dijo el profesor LIU.
Construir un catalizador modelo de alta homogeneidad para entender el origen de la actividad no sólo es un reto técnico, sino que también requiere mucho tiempo. Este trabajo ofrece la posibilidad de identificar directamente las funciones de catálisis de las distintas especies metálicas en un catalizador práctico mediante estadísticas resueltas por átomos.
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