Theoretical Insights into H2 Activation over Anatase TiO2 Supported Metal Adatoms

异构化 化学 催化作用 均分解 吸附 锐钛矿 金属 过渡金属 活化能 结晶学 离解(化学) 光化学 键裂 物理化学 无机化学 光催化 激进的 有机化学 生物化学
作者
Qiang Li,George Yan,Dionisios G. Vlachos
出处
期刊:ACS Catalysis 卷期号:14 (2): 886-896 被引量:12
标识
DOI:10.1021/acscatal.3c04201
摘要

H2 activation is fundamental in catalysis. Single-atom catalysts (SACs) can be highly selective hydrogenation catalysts due to their tunable geometric and electronic properties. In this work, H2 activation (adsorption, splitting, and diffusion) on the anatase TiO2-supported SAC has been modeled in detail. The stable configurations of 14 transition metals from 3d to 5d (Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, Os, Ir, Pt, and Au) and Sn have been screened. We compared H and H2 adsorption and H2 heterolytic and homolytic splitting on SA/TiO2. H on the SAC in neutral, hydridic, and proton forms and the preferred H2 dissociation paths are revealed. We found that the metal adatoms strengthen the Brønsted acids via forming the SA-O bonds and promote the H adsorption on Ti sites via forming the Ti3+ sites. The electronic descriptor using the energy level of the frontier d orbital, referenced to vacuum, can predict the single H and H2 dissociative adsorption energies on the metal site. As the SA-Hδ- interaction is stronger than Ti-Hδ-, the activation barriers for heterolytic paths over SA-O sites are lower than over Ti-O sites. H2 adsorption is activated on Au, Ru, Rh, Pd, and Ir in a dihydrogen complex structure with an elongated H-H bond. Homolytic splitting over SA sites is favored thermodynamically and kinetically on Rh, Pd, Os, Ir, and Pt. In contrast, for the remaining SA/TiO2, H-H splitting at the SA-O is kinetically favored compared to the Ti-O sites, but the products are less thermodynamically favored.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
念念发布了新的文献求助10
1秒前
畅快的鱼发布了新的文献求助10
1秒前
搞怪藏今完成签到 ,获得积分10
2秒前
yu发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
qifa发布了新的文献求助10
2秒前
kingwhitewing完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
WTT发布了新的文献求助10
3秒前
仄兀完成签到,获得积分10
3秒前
四喜完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
6秒前
Yenom完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
SciGPT应助浩浩大人采纳,获得10
7秒前
迅速冰岚发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
WTT完成签到,获得积分20
8秒前
8秒前
苹果煎饼发布了新的文献求助10
8秒前
yan发布了新的文献求助10
8秒前
云肜发布了新的文献求助30
8秒前
Hello应助FatDanny采纳,获得10
9秒前
斯文败类应助娜行采纳,获得10
9秒前
庄小因完成签到,获得积分10
9秒前
热心市民小刘给热心市民小刘的求助进行了留言
9秒前
小钟完成签到,获得积分10
9秒前
徐慕源发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
深情安青应助任医生采纳,获得10
10秒前
10秒前
sherrinford完成签到,获得积分10
10秒前
科研通AI2S应助VDC采纳,获得10
11秒前
YAOYAO发布了新的文献求助10
11秒前
舒适豌豆完成签到,获得积分10
11秒前
Amber应助reck采纳,获得10
11秒前
Renhong完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Social media impact on athlete mental health: #RealityCheck 1020
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527469
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3107497
关于积分的说明 9285892
捐赠科研通 2805298
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1539865
邀请新用户注册赠送积分活动 716714
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709678