Catalytic CO Oxidation on MgAl2O4-Supported Iridium Single Atoms: Ligand Configuration and Site Geometry

反键分子轨道 催化作用 化学 密度泛函理论 配体(生物化学) 一氧化碳 X射线吸收光谱法 吸附 结晶学 反应性(心理学) 粘结长度 人口 红外光谱学 吸收光谱法 光化学 物理化学 计算化学 晶体结构 替代医学 原子轨道 受体 病理 生物化学 量子力学 医学 电子 物理 有机化学 社会学 人口学
作者
Jiamin Wang,Yubing Lu,Liping Liu,Liang Yu,Ce Yang,Massimiliano Delferro,Adam S. Hoffman,Simon R. Bare,Ayman M. Karim,Hongliang Xin
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:125 (21): 11380-11390 被引量:13
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.1c02287
摘要

Probing and understanding the local chemical environment of an active site is essential for designing high-performance single-atom catalysts (SACs). Density functional theory (DFT) calculations were performed to investigate the ligand configuration and site geometry of MgAl2O4-supported iridium single atoms (Ir1) toward catalytic carbon monoxide (CO) oxidation. We employed MgAl2O4(111) and MgAl2O4(211) as the model substrates with adsorbed Ir single atoms of different site geometries. DFT calculations revealed that the Mg-site on MgAl2O4(111) and the step site on MgAl2O4(211) are the most stable adsorption sites for Ir single atoms. Irrespective of site choices, CO oxidation on supported Ir single atoms follows the Eley–Rideal (E–R) mechanism, in which the surface oxygen vacancies close to the Ir single atoms activate molecular O2 with a negligible barrier and the rate-limiting step is the gas-phase CO directly attacking the O–Ir species that is modulated by a CO ligand. First-principles X-ray absorption near-edge spectra of reaction intermediates along with in situ/operando X-ray absorption spectroscopy (XAS) suggest that Ir single atoms adsorb primarily on the step sites of MgAl2O4. However, microkinetic modeling predicts that a higher activity can be attained on the equally stable Mg-site, maximizing the population of which in catalyst synthesis might prove fruitful in future studies. Electronic structure analysis indicates that the CO ligand increases the reactivity of adsorbed oxygen atoms bound to Ir single atoms by increasing the antibonding nature of the O–Ir bond.

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
Kinkin完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
从容的路灯完成签到,获得积分10
1秒前
橘柚完成签到,获得积分10
2秒前
11发布了新的文献求助10
2秒前
orixero应助zoie0809采纳,获得10
2秒前
kxy0311发布了新的文献求助10
2秒前
aa完成签到,获得积分10
3秒前
小马甲应助学习。。采纳,获得10
3秒前
foxbt完成签到,获得积分10
3秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
七zzz发布了新的文献求助10
4秒前
hbjadekylin发布了新的文献求助10
5秒前
dde应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
沉默寄凡发布了新的文献求助10
5秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
passerby应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
ale应助科研通管家采纳,获得20
5秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
Nature应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
dde应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
vivi完成签到,获得积分10
5秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
dde应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
共享精神应助wkqqq采纳,获得10
6秒前
sagitar应助科研通管家采纳,获得20
6秒前
6秒前
wangjiyao完成签到,获得积分10
6秒前
庄锦涵完成签到 ,获得积分10
6秒前
Avalonx应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
今后应助爱读书的小蘑菇采纳,获得10
6秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Evidence Summary. Injection (subcutaneous):op- timal administration 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Curating Socialism: A Handbook of International Art Exhibitions 1947-1989 530
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7470129
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9065259
关于积分的说明 19327427
捐赠科研通 7090213
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3245513
关于科研通互助平台的介绍 2414160
邀请新用户注册赠送积分活动 2230404