Redox dynamics and surface structures of an active palladium catalyst during methane oxidation

X射线光电子能谱 催化作用 氧化还原 甲烷厌氧氧化 甲烷 密度泛函理论 氧化态 化学物理 化学 粒子(生态学) 相(物质) 分子动力学 材料科学 化学工程 无机化学 计算化学 有机化学 工程类 海洋学 地质学
作者
S.P. Yue,C. S. Praveen,Alexander Yu. Klyushin,Alexey Fedorov,Masahiro Hashimoto,Qian Li,Travis E. Jones,Panpan Liu,Wenqian Yu,Marc‐Georg Willinger,Xing Huang
出处
期刊:Nature Communications [Springer Nature]
卷期号:15 (1) 被引量:3
标识
DOI:10.1038/s41467-024-49134-y
摘要

Abstract Catalysts based on palladium are among the most effective in the complete oxidation of methane. Despite extensive studies and notable advances, the nature of their catalytically active species and conceivable structural dynamics remains only partially understood. Here, we combine operando transmission electron microscopy (TEM) with near-ambient pressure X-ray photoelectron spectroscopy (NAP-XPS) and density functional theory (DFT) calculations to investigate the active state and catalytic function of Pd nanoparticles (NPs) under methane oxidation conditions. We show that the particle size, phase composition and dynamics respond appreciably to changes in the gas-phase chemical potential. In combination with mass spectrometry (MS) conducted simultaneously with in situ observations, we uncover that the catalytically active state exhibits phase coexistence and oscillatory phase transitions between Pd and PdO. Aided by DFT calculations, we provide a rationale for the observed redox dynamics and demonstrate that the emergence of catalytic activity is related to the dynamic interplay between coexisting phases, with the resulting strained PdO having more favorable energetics for methane oxidation.
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
刚刚
刚刚
科研通AI5应助专注乐巧采纳,获得10
刚刚
自信晟睿发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
1秒前
七里香完成签到 ,获得积分10
1秒前
handsomecat关注了科研通微信公众号
1秒前
细心映寒完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
fff完成签到,获得积分10
1秒前
领导范儿应助MJQ采纳,获得100
1秒前
2秒前
Owen应助世界尽头采纳,获得10
2秒前
echolan发布了新的文献求助10
3秒前
SID完成签到,获得积分10
3秒前
中九完成签到 ,获得积分10
3秒前
Rrr完成签到,获得积分10
3秒前
hehuan0520完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
打打应助chinning采纳,获得10
3秒前
桐桐应助wangyanyan采纳,获得10
4秒前
4秒前
zzznznnn发布了新的文献求助10
4秒前
jogrgr发布了新的文献求助10
5秒前
sun发布了新的文献求助10
5秒前
布鲁鲁发布了新的文献求助10
5秒前
自信晟睿完成签到,获得积分10
5秒前
酷波er应助哒哒采纳,获得10
6秒前
6秒前
沉默乐荷完成签到,获得积分10
6秒前
rstorz应助皮尤尤采纳,获得10
6秒前
sweetbearm应助小离采纳,获得10
6秒前
何青岚关注了科研通微信公众号
7秒前
doudou完成签到,获得积分20
7秒前
李健的小迷弟应助潦草采纳,获得10
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
柒八染完成签到,获得积分10
8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 3527699
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3107752
关于积分的说明 9286499
捐赠科研通 2805513
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1539954
邀请新用户注册赠送积分活动 716878
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709759