A DFT Study on Heterogeneous Pt/CeO2(110) Single Atom Catalysts for CO Oxidation

催化作用 密度泛函理论 过渡金属 氧化态 金属 化学 不饱和度 材料科学 物理化学 结晶学 多相催化 Atom(片上系统) 计算化学 有机化学 计算机科学 嵌入式系统
作者
Yanyang Qin,Yaqiong Su
出处
期刊:Chemcatchem [Wiley]
卷期号:13 (17): 3857-3863 被引量:28
标识
DOI:10.1002/cctc.202100643
摘要

Abstract Understanding strong metal‐support interactions is crucially important for developing atom‐efficient transition metal heterogeneous catalysts. Herein, we performed a density functional theory study of highly dispersed Pt on CeO 2 (110). Various surface models are compared in terms of thermodynamic stability, electronic properties and energy diagrams for CO oxidation. Pt prefers square‐planar oxygen coordination in all models with a +2 state. The structures with a single Pt atom exhibit a low CO oxidation activity. A higher activity is predicted by replacement of a surface Ce by two Pt atoms. The high activity of this highly stable structure stems from the coordinative unsaturation of one of the Pt atoms and the presence of a neighboring two‐fold O atom. The CO oxidation occurs via a Mars‐van Krevelen mechanism. A compared to single‐atom catalysts based on Pt in interaction with CeO 2 (111) emphasizes the strong dependence of catalytic activity on the ceria surface termination.
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