一氧化碳氧化反應機理研究取得新進展

2021-01-08 科學網

 

 

 

 

作為重要的原型反應之一，一氧化碳（CO）氧化反應在多相催化反應中引起了極大的關注。近期研究表明，過渡金屬氧化物對CO氧化有著很好的催化性能，外圍氧的反應性比橋式氧更具競爭力。然而，共吸附CO分子對CO氧化的微觀作用機制尚有待深入研究。利用團簇光譜實驗方法，可從微觀的原子分子尺度原位在線探測關鍵反應中間體，研究它們的尺寸大小、幾何和電子結構、金屬氧化價態等對反應活性和機理的影響，對揭示催化反應機理具有重要意義。

 

研究人員以鈮鎳單氧物的羰基配合物離子作為研究對象，發現共吸附CO配體對CO氧化起到了重要作用。利用自主研製的團簇質譜與光電子成像譜聯用實驗裝置，成功探測到NbNiO(CO)n-關鍵反應中間體。結果表明，在NbNiO的連續羰基化過程中，當n≤6時，CO配體端式配位到金屬核上，金屬單氧物上的氧原子仍然保持橋氧形式；而當n≥7時，橋氧遷移至CO配體上形成CO2配體，實現了CO氧化。理論計算表明，連續吸附的CO配體一方面與橋氧競爭與金屬核的化學成鍵，促進了氧遷移，另一方面促進了金屬原子的電荷積累。

 

本項研究加深了對一氧化碳氧化反應機理的認識。（來源：科學網 劉萬生 謝華）

 

 

 

 

 

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