催化学报 ›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (9): 1454-1459.DOI: 10.1016/S1872-2067(17)62878-X

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揭秘单原子催化:表面科学方法

Gareth S. Parkinson   

  1. 维也纳工业大学应用物理研究所, 维也纳, 奥地利
  • 收稿日期:2017-05-24 修回日期:2017-06-26 出版日期:2017-09-18 发布日期:2017-09-06
  • 通讯作者: Gareth S. Parkinson
  • 基金资助:

    奥地利科学基金金奖(Y 847-N20).

Unravelling single atom catalysis:The surface science approach

Gareth S. Parkinson   

  • Received:2017-05-24 Revised:2017-06-26 Online:2017-09-18 Published:2017-09-06
  • Contact: 10.1016/S1872-2067(17)62878-X
  • Supported by:

    GSP acknowledges funding from the Austrian Science Fund START prize (Y 847-N20), and thanks Prof. Ulrike Diebold (TU Wien) for critically reading the manuscript.

摘要:

理解单原子催化的基本机理对于设计高性能和高稳定性的催化剂体系至关重要.然而,这是个有待解决的问题,因为用现有的实验技术来表征单原子催化活性位极端困难.在过去的40年里,表面科学为理解多相催化提供了基础,但是有关反应温度下、已知结构金属氧化物上稳定的金属原子的模型体系罕见报道.本视角讨论了已知的、吸附在模型金属氧化物表面上的、孤立的金属原子,并探讨了如何利用这些信息去理解单原子催化.一个关键的问题是,尽管在表面科学研究中的高度理想化的模型体系可能无法代表真实反应条件下的催化剂,但是它们与采用理论模拟计算得出的模型非常相似.因此,表面科学有望成为评估单原子催化模型的方法.更令人兴奋的是,几个研究组已经发展出在升温条件下金属吸附原子仍保持稳定的模型体系.但到目前为止,还不能清楚地解释催化活性.最后,本文简要地讨论了在真实反应条件下扫描隧道显微镜的实验前景.

关键词: 单原子催化, 扫描隧道显微镜, 表面科学, 无触点原子力显微镜, 单原子催化模型