堿金屬在金鉑钯催化劑中結構性能影響分析

　　在傳統催化劑制備中，載體的選擇對催化性能的影響非常顯著。單原子疏散催化劑也不例外。

MariaF. Stephanopoulos传授课题组在紫外光照法制备负载型的纳米Au催化剂之后，使用氰酸根选择性刻蚀零价的Au纳米颗粒，留下原子疏散的Au-OHx物种。刻蚀处置前后的催化剂在水煤气转化反应中催化活性相当。

他们认为Au纳米颗粒对水煤气转化反应没有贡献，而Au单原子才是真正的活性位点。因此，刻蚀之后催化剂的转换频率 (turn over frequency，TOF) 值远高于刻蚀前的催化剂TOF值。

在此基础上他们发现，碱金属离子 (如Na+，K+)稳定的Pt-OHx界面能够提高Pt催化剂在水煤气转化反应中的催化活性。碱金属离子的引入不仅能使Pt保全在、高价态，还能稳定Pt纳米团簇的尺寸

 150oC条件下，碱金属离子稳定的Pt-OHx界面催化剂差不多能催化WGS反应；250 oC条件下能实现CO的完全转化。与之相对，未通过碱金属修饰的Pt纳米催化剂直到300 oC还没有明显的活性。

WGS反應中，H2O的解離是反應的關鍵步驟。堿金屬離子穩定的Pt原子處于高價態，有利于H2O的解離形成OH，並與吸附的CO反應生成CO2和H2。

Cu (111) 面上不同的Pd笼罩度不仅会妨碍H脱附的的难易程度，也会转变Pd原子在Cu (111) 外表的分布情况。Cu(111) 面上Pd的笼罩度越高，H的脱附越难，反应活性越低。当Cu (111) 面的Pd的笼罩度在1摩尔单层 (ML) 时，Pd不再是单原子分布，而是以小岛状存在。此刻H的完全脱附温度高达375K。当Pd的笼罩度为0.01 ML时，Pd以单原子形式疏散，260 K下苯乙烯的氢化生产苯乙烷的转化率为13%，选择性为95%。

理论计算表明，氢气在Pd外表的解离差一点不需要跨过能垒，但解离产物在Pd外表吸附很牢。而氢气在单原子疏散的Pd位点解离之后，氢原子可以溢流到铜上。催化反应的活性位点是铜。和传统Pd基纳米催化剂不同，笼罩度为0.01 ML的Pd催化剂在催化氢化炔烃反应中可以使反应选择性地停留到烯烃；在1,3-丁二烯的催化氢化中，可以使催化反应停留到只氢化一个双键的产物，而不也许深度氢化。

近年來，人們對金屬與金屬間界面的研究越來越多，金屬摻雜的雙金屬或多金屬納米顆粒不僅催化活性也许優越于單一金屬的性能，同时在催化穩定性上也获得很大的提高，同時能減低貴金屬的使用成本，可謂一舉多得。單原子疏散催化劑也可以采用类似的研究手段，研究單原子與金屬的界面結構對催化性能的影響。