Highly Enhanced Concentration and Stability of Reactive Ce3+ on Doped CeO2 Surface Revealed In Operando

X射线光电子能谱 氧化剂 分压 催化作用 氧化态 分析化学(期刊) 无机化学 兴奋剂 氧气 氧化铈 化学状态 环境压力 部分氧化 电化学 材料科学 化学 物理化学 化学工程 电极 有机化学 工程类 物理 热力学 生物化学 光电子学 色谱法
作者
William C. Chueh,Anthony H. McDaniel,Michael Graß,Yong Hao,Naila Jabeen,Zhi Liu,Sossina M. Haile,Kevin F. McCarty,Hendrik Bluhm,Farid El Gabaly
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:24 (10): 1876-1882 被引量:178
标识
DOI:10.1021/cm300574v
摘要

Trivalent cerium ions in CeO2 are the key active species in a wide range of catalytic and electro-catalytic reactions. We employed ambient pressure X-ray photoelectron spectroscopy and electrochemical impedance spectroscopy to quantify simultaneously the concentration of the reactive Ce3+ species on the surface and in the bulk of Sm-doped CeO2(100) in hundreds of millitorr of H2–H2O gas mixtures. Under relatively oxidizing conditions, when the bulk cerium is almost entirely in the 4+ oxidation state, the surface concentration of the reduced Ce3+ species can be over 180 times the bulk concentration. Furthermore, in stark contrast to the bulk, the surface's 3+ oxidation state is also highly stable, with concentration almost independent of temperature and oxygen partial pressure. Our thermodynamic measurements reveal that the difference between the bulk and surface partial molar entropies plays a key role in this stabilization. The high concentration and stability of reactive surface Ce3+ over wide ranges of temperature and oxygen partial pressure may be responsible for the high activity of doped ceria in many pollution-control and energy-conversion reactions, under conditions at which Ce3+ is not abundant in the bulk.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
jias发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
李健应助妮可收件箱采纳,获得10
2秒前
8y24dp发布了新的文献求助10
3秒前
科研小王发布了新的文献求助10
3秒前
踏实采波完成签到,获得积分10
3秒前
5秒前
5秒前
周裕川发布了新的文献求助10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
1234567完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
9秒前
9秒前
青余完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
田様应助书记采纳,获得10
10秒前
LisA__完成签到,获得积分10
11秒前
大个应助hxueh采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
心木完成签到 ,获得积分10
13秒前
奋斗的发夹完成签到,获得积分10
14秒前
y13333完成签到,获得积分10
14秒前
王俊完成签到,获得积分10
15秒前
jias完成签到,获得积分10
16秒前
大个应助youth采纳,获得10
17秒前
姜露萍完成签到,获得积分20
17秒前
趁热拿铁完成签到 ,获得积分10
17秒前
媛媛完成签到,获得积分10
18秒前
yyy完成签到,获得积分10
19秒前
妮可收件箱完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
一条小胖鱼完成签到,获得积分10
19秒前
Elsa完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
川桜完成签到 ,获得积分10
21秒前
Owen应助科研小王采纳,获得10
23秒前
星辰大海应助光轮2000采纳,获得10
23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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1581
以液相層析串聯質譜法分析糖漿產品中活性雙羰基化合物 / 吳瑋元[撰] = Analysis of reactive dicarbonyl species in syrup products by LC-MS/MS / Wei-Yuan Wu 1000
Biology of the Reptilia. Volume 21. Morphology I. The Skull and Appendicular Locomotor Apparatus of Lepidosauria 600
The Scope of Slavic Aspect 600
Foregrounding Marking Shift in Sundanese Written Narrative Segments 600
Rousseau, le chemin de ronde 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 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 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5540506
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4627108
关于积分的说明 14602337
捐赠科研通 4568126
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2504382
邀请新用户注册赠送积分活动 1481998
关于科研通互助平台的介绍 1453645