行業(yè)新聞 | 新方法揭示鉑金催化劑上一氧化碳氧化過程中的活性物種

一項突破性研究揭示了化學(xué)吸附氧的作用，重塑了我們對催化機制的認(rèn)識。

一種突破性方法在微秒時間尺度上揭示了鉑表面一氧化碳氧化的活性物質(zhì)。

一項新的研究揭示了化學(xué)吸附氧是鉑金表面上一氧化碳（CO）氧化反應(yīng)中的主要活性物種，推動了我們對催化機制的深入理解。

CO的氧化反應(yīng)在環(huán)境和工業(yè)上具有重要意義，關(guān)于參與反應(yīng)的活性物種的爭議由來已久。2025年2月1日，由MAX IV實驗室的研究人員開展的一項新研究為這一領(lǐng)域帶來了新的啟示。通過采用時間分辨的環(huán)境壓力X射線光電子能譜（tr-APXPS），該團隊在微秒級時間尺度上追蹤了表面轉(zhuǎn)化的過程。

先前的研究提出了關(guān)于CO氧化機制的不同理論，包括傳統(tǒng)的Langmuir-Hinshelwood（LH）機制和另一種Mars-van-Krevelen（MvK）機制。LH機制認(rèn)為反應(yīng)物種是吸附在催化劑表面的活性物種，而MvK機制則聚焦于氧化物形成活性催化表面。新研究的結(jié)果強烈支持LH機制，確認(rèn)化學(xué)吸附氧是主要的反應(yīng)物種。

研究人員利用tr-APXPS技術(shù)克服了穩(wěn)態(tài)測量的局限性，后者無法捕捉瞬態(tài)動力學(xué)。這項技術(shù)使得研究人員能夠同時監(jiān)測反應(yīng)產(chǎn)物和表面中間體，有效區(qū)分活性物種與旁觀物種。值得注意的是，采用先進的檢測技術(shù)，如延遲線檢測，顯著提高了數(shù)據(jù)收集的效率。

正如文章的作者所指出的：“我們的研究發(fā)現(xiàn)，化學(xué)吸附氧在CO氧化反應(yīng)中起著主要作用，為這一長期爭議的反應(yīng)機制提供了新的視角?！边@一重要發(fā)現(xiàn)為異相催化領(lǐng)域的重新評估開辟了道路，尤其是在催化劑效率和工業(yè)應(yīng)用方面。

這項研究的結(jié)果可能會對汽車催化轉(zhuǎn)化器優(yōu)化排放控制中的CO氧化效率產(chǎn)生約束。隨著這項研究的推進，預(yù)計將加強對催化過程的控制，從而減少來自汽車排放的污染物。

總體而言，這一進展豐富了我們對催化過程的理解，倡導(dǎo)采用周期性和動態(tài)操作方法，而非傳統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)方法?；钚晕锓N的成功分離和鑒定為理論和應(yīng)用化學(xué)開辟了新的路徑。

未來，隨著研究人員繼續(xù)探索催化系統(tǒng)的動態(tài)行為，采用更快的時間分辨技術(shù)可能會帶來新的見解和應(yīng)用。（來源：evrimagaci）

文章來源：WPIC鉑金投資

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