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 人口学 电子 社会学 病理 受体 有机化学 物理 原子轨道 替代医学 医学 量子力学 生物化学
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
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
嘎嘎顺利完成签到,获得积分10
刚刚
坤坤发布了新的文献求助10
1秒前
XXF发布了新的文献求助10
1秒前
wubobo完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
思源应助HopeStar采纳,获得10
2秒前
3秒前
zqh完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
嘎嘎顺利发布了新的文献求助10
4秒前
按住心动完成签到,获得积分10
5秒前
星辰大海应助屁王采纳,获得10
5秒前
Owen应助彬彬采纳,获得10
6秒前
6秒前
Jasen完成签到,获得积分10
6秒前
轻轻地呼吸完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
明天更好发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
猪血糕yu完成签到,获得积分10
7秒前
通~发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
科研小垃圾完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
生动的煎蛋完成签到,获得积分10
9秒前
NexusExplorer应助marinemiao采纳,获得10
9秒前
CXS完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
小郭完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
123发布了新的文献求助10
11秒前
NN123完成签到 ,获得积分10
11秒前
FFFFFFF应助艺玲采纳,获得10
12秒前
袁访天发布了新的文献求助10
12秒前
辇道增七完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
幽默的太阳完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
Nininni完成签到,获得积分10
13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 3527521
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3107606
关于积分的说明 9286171
捐赠科研通 2805329
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1539901
邀请新用户注册赠送积分活动 716827
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709740