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催化氧化中氧交换路径

已有 900 次阅读 2021-8-19 20:56 |个人分类:多相催化|系统分类:科研笔记

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在多相催化中,溢流一个相当普遍却又十分重要现象溢流定义是:"transport of an active species adsorbed or formed on a first phase onto another phase that does not under the same condition adsorb or form the species. The result may be the reaction of this species on the second phase with other adsorbed gases and/ or reaction with, and/or activation of the second phase”,氢气,氧气,反应中间物等小分子都可以发生溢流现象,通过精准构建活性位,利用小分子溢流可以改变反应路径,大大提高催化反应的速率。


上图就是金属Pd颗粒在催化CH4氧化过程中,气相氧,载体中的晶格氧和PdOx三者氧物种的交换路径。

  1. 气相氧将金属态Pd氧化,在金属与载体界面间生成了PdOx物种;

  2. 界面处的PdOx物种和载体表面化学吸附氧发生了可逆交换;

  3. 界面处的PdOx物种同样可以和气相中的氧发生可逆的氧交换;

  4. 气相氧和载体表层或次表层氧发生可逆交换;

  5. 载体表层的氧物种和体相中晶格氧动态的迁移通过氧空位。

实质上这些过程也组成了我们经常说到的MvK氧化还原反应机理。

参考文献:J. Phys. Chem. B 2002, 106, 13, 3434–3442



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