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.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
sherry完成签到,获得积分10
刚刚
陌上疏完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
mojito完成签到 ,获得积分10
1秒前
小二郎应助欣喜紫真采纳,获得10
1秒前
华仔应助王小红采纳,获得30
2秒前
天真小甜瓜完成签到,获得积分10
2秒前
爆米花应助panng采纳,获得10
2秒前
科目三应助Ozone采纳,获得10
3秒前
3秒前
innocence@x完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
快乐的向卉完成签到,获得积分10
6秒前
科研通AI2S应助sunshine_smile采纳,获得10
6秒前
白白SAMA123完成签到,获得积分10
6秒前
充电宝应助荷兰香猪采纳,获得10
7秒前
缥缈的黑米完成签到 ,获得积分10
7秒前
田小姐发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
傅荣轩完成签到,获得积分10
8秒前
默默驳完成签到,获得积分20
8秒前
9秒前
zpbb完成签到,获得积分10
10秒前
彘shen发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
superdong完成签到,获得积分10
11秒前
SciEngineerX完成签到,获得积分10
11秒前
song完成签到 ,获得积分10
11秒前
和谐初南发布了新的文献求助10
11秒前
秀丽烨霖应助whoknowsname采纳,获得10
12秒前
彘shen完成签到 ,获得积分10
12秒前
爆米花应助苏小寰采纳,获得10
12秒前
韩夏菲发布了新的文献求助10
13秒前
欣晴完成签到,获得积分10
14秒前
帅气念梦发布了新的文献求助30
14秒前
帅气的樱桃完成签到 ,获得积分20
14秒前
高分求助中
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 2000
The Lali Section: An Excellent Reference Section for Upper - Devonian in South China 1500
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 890
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 800
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3257371
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2899231
关于积分的说明 8304717
捐赠科研通 2568521
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1395145
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 652955
邀请新用户注册赠送积分活动 630725