不同晶体相的Cu/TiO2中氧空位对CO氧化影响的洞察

《ChemCatChem》：Insight Into the Effect of Oxygen Vacancies in Cu/TiO2 With Different Crystal Phases on CO Oxidation

高效CO氧化催化剂的氧空位机制研究。通过H2/N2预处理制备的Cu/TiO2-H600（锐钛矿相）和Cu/TiO2-H900（金红石相）催化剂，较未处理样品的CO氧化起燃温度分别降低52和58℃，氧空位密度显著提升。研究揭示两种催化剂中氧空位的作用机制不同：H600通过激活表面晶格氧参与反应，而H900通过解离气态氧促进催化。研究成果为CO氧化催化剂设计提供新理论指导。

　　

摘要

开发高效的CO氧化催化剂对于钢铁行业的排放控制至关重要。在本研究中，我们通过浸渍法制备了一系列Cu/TiO₂催化剂。Cu/TiO₂-H600（在600°C下用H₂/N₂预处理的锐钛矿相TiO₂）和Cu/TiO₂-H900（在900°C下用H₂/N₂预处理的金红石相TiO₂）表现出更好的CO氧化活性（T₉₀分别为222°C和216°C），优于未经载体预处理的Cu/TiO₂（T₉₀为274°C）。通过一系列表征技术，我们得出结论：Cu/TiO₂-H600和Cu/TiO₂-H900催化剂比Cu/TiO₂含有更多的氧空位；值得注意的是，Cu/TiO₂-H600和Cu/TiO₂-H900中氧空位对CO氧化的促进机制有所不同。在Cu/TiO₂-H600中，氧空位的作用是激活表面晶格氧参与CO氧化；而在Cu/TiO₂-H900中，氧空位的作用是分解气态氧参与CO氧化。本研究为理解氧空位在CO氧化中的作用提供了指导，并有助于设计具有高效CO氧化活性的Cu/TiO₂催化剂。

图形摘要

本研究发现，在Cu/TiO₂-H600（在600°C下用H₂/N₂预处理的锐钛矿相TiO₂）中，氧空位的作用是激活表面晶格氧参与CO氧化；而在Cu/TiO₂-H900（在900°C下用H₂/N₂预处理的金红石相TiO₂）中，氧空位的作用是分解气态氧参与CO氧化。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。