Unraveling surface structures of gallium promoted transition metal catalysts in CO2 hydrogenation

催化作用 扫描隧道显微镜 X射线光电子能谱 过渡金属 氧化物 材料科学 金属 甲醇 化学工程 无机化学 纳米技术 化学 冶金 有机化学 工程类
作者
Si Woo Lee,Mauricio López Luna,Nikolay Berdunov,Weiming Wan,Sebastian Kunze,Shamil Shaikhutdinov,Beatriz Roldán Cuenya
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:14 (1) 被引量:22
标识
DOI:10.1038/s41467-023-40361-3
摘要

Gallium-containing alloys have recently been reported to hydrogenate CO2 to methanol at ambient pressures. However, a full understanding of the Ga-promoted catalysts is still missing due to the lack of information about the surface structures formed under reaction conditions. Here, we employed near ambient pressure scanning tunneling microscopy and x-ray photoelectron spectroscopy to monitor the evolution of well-defined Cu-Ga surfaces during CO2 hydrogenation. We show the formation of two-dimensional Ga(III) oxide islands embedded into the Cu surface in the reaction atmosphere. The islands are a few atomic layers in thickness and considerably differ from bulk Ga2O3 polymorphs. Such a complex structure, which could not be determined with conventional characterization methods on powder catalysts, should be used for elucidating the reaction mechanism on the Ga-promoted metal catalysts.
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