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
阳光大山完成签到 ,获得积分10
1秒前
wanci应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
cxqygdn完成签到,获得积分10
5秒前
杨永佳666完成签到 ,获得积分10
5秒前
婉莹完成签到 ,获得积分0
6秒前
loii应助Fm1235采纳,获得60
8秒前
Tonald Yang完成签到 ,获得积分20
9秒前
沉默的小兔子完成签到,获得积分10
9秒前
辛辛那提完成签到,获得积分10
12秒前
计算机小咖完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
14秒前
夜休2024完成签到 ,获得积分10
16秒前
lulu完成签到 ,获得积分10
17秒前
Loooong完成签到,获得积分0
18秒前
Wang发布了新的文献求助10
19秒前
小二郎完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
tangli完成签到 ,获得积分10
20秒前
欢城完成签到,获得积分10
21秒前
yyy完成签到 ,获得积分10
21秒前
kk完成签到 ,获得积分10
23秒前
隐形曼青应助LI采纳,获得10
25秒前
小羊学学学完成签到 ,获得积分10
25秒前
pangminmin完成签到,获得积分10
26秒前
dingyang41完成签到,获得积分10
29秒前
彭于晏应助扯淡的阿九采纳,获得10
30秒前
zzzzzyq完成签到 ,获得积分10
30秒前
韭菜盒子完成签到,获得积分10
31秒前
科研人完成签到,获得积分10
32秒前
ASCC完成签到 ,获得积分10
32秒前
子卿应助橙子采纳,获得30
34秒前
34秒前
蛋卷完成签到,获得积分10
35秒前
ROMANTIC完成签到 ,获得积分0
36秒前
听寒完成签到,获得积分10
37秒前
cocofan完成签到 ,获得积分10
37秒前
CL完成签到,获得积分10
38秒前
gsokok完成签到,获得积分10
39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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
The Graphene Handbook (2019 Edition) 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6530402
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8323148
关于积分的说明 17818170
捐赠科研通 5631769
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2932170
邀请新用户注册赠送积分活动 1908840
关于科研通互助平台的介绍 1768129