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为解决传统氧化物 / 金属催化剂中位点被阻挡的问题,研究人员开展了对 Pt (111) 上两种 Zn 基氧化物薄膜的研究。结合实验和 DFT 计算发现,多孔 Zn6H5O5薄膜能调控 CO 吸附,且不阻挡位点,为设计先进催化材料提供新途径。
氧化物 / 金属催化剂的形成是一种有前景的策略,可通过调整表面化学来增强催化反应。该方法在氧化物 / 金属界面的边缘创造新的活性位点,但会阻挡氧化物覆盖层下的表面位点。边缘位点的催化活性通常比纯金属或氧化物相更高。然而在许多情况下,单个位点活性的增加并不能完全抵消位点阻挡导致的活性位点显著损失。
在这项研究中,研究人员对 Pt (111) 上的两种 Zn 基氧化物薄膜进行了综合实验和计算研究:一种是致密的、类似石墨烯的 ZnO 薄膜,另一种是多孔的、蜂窝状的 Zn6H5O5结构。研究人员以 CO 吸附作为探针反应(与许多工业催化反应相关),揭示了这些薄膜对 Pt (111) 表面的不同影响。类似石墨烯的 ZnO 薄膜对 CO 吸附表现出传统的位点阻挡效应,对吸附能的影响极小。相比之下,Zn6H5O5薄膜不仅能调节 CO 吸附能和位点偏好,还能保留更多的表面 Pt 位点用于催化反应。研究人员将分析扩展到其他吸附质,包括 H?、NO?和 HO?,证明了自组装多孔 Zn6H5O5薄膜在调整金属表面催化性能方面更广泛的适用性。研究结果突出了多孔氧化物结构在设计功能增强的先进催化材料方面的独特潜力。