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构建MnO2–CuMn2O4界面以增强表面晶格氧的活性,从而实现高效的甲苯燃烧
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年10月31日 来源:Journal of Materials Chemistry A 9.5
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表面晶格氧活化通过过渡金属氧化物界面构建可显著提升挥发性有机物催化氧化效率。研究以MnO?/CuMn?O?为模型体系,发现界面效应导致Mn-O键弱化、氧空位形成及电子转移加速,p-d杂化增强和d带中心上移解释了甲苯吸附能力提升,原位红外证实表面活性氧快速再生。
通过在过渡金属氧化物之间建立界面来激活表面晶格氧,已被证实是提高挥发性有机化合物(VOCs)催化净化效果的有效途径。在本研究中,MnO?被原位生长在CuMn?O?(MnO?/CMO)上,这种界面效应显著增强了甲苯的高效氧化。MnO?的引入调节了MnO?/CMO的配位环境,导致氧原子周围的电子云密度降低,从而削弱了Mn–O键。这些微观结构的变化促进了氧空位的形成,并同时加速了电子转移和表面晶格氧的激活。理论计算表明,甲苯吸附性能的提升可以通过MnO?/CMO中强p–d轨道杂化以及d带中心向费米能级靠近的现象来解释。原位漫反射红外傅里叶变换光谱实验证实,MnO?/CMO通过高活性的晶格氧及其与气态氧的快速补充,显著增强了甲苯的氧化反应。