Water promoting effect in CO oxidation over N-doped Co3O4/Pt nanocatalysts by tailoring metal-support interfaces

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作者
Zhongliang Huang,Siyuan Hu,Yinan Xu,Jinxin He,Dongren Cai,Kang Sun,Jianchun Jiang,Guowu Zhan
出处
期刊:Chem catalysis [Elsevier]
卷期号:3 (8): 100692-100692 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.checat.2023.100692
摘要

The interfacial sites of metal-support catalysts are crucial for catalytic reactions. Herein, we designed well-defined N-Co3O4/Pt catalysts with N-tailoring metal-support interfaces to promote catalytic activity toward CO oxidation under humid environments. A series of N-Co3O4/Pt catalysts were fabricated using ZIF-67 nanocubes as self-sacrificing templates, which showed exceptionally high catalytic activity in low-temperature CO oxidation. In situ diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS) study indicates that H2O molecules undergo dissociative adsorption to form active –OH species (Co3+–OH–Pt). Isotopic labeling technique indicates that H2O molecules (or –OH groups) contribute to ∼65% of CO2 production in CO oxidation. Moreover, the amount of N dopant that stabilized the Co3+–OH–Pt species was highly dependent on the H2O-soaking conditions of ZIF-67/Pt. Density functional theory (DFT) calculations suggest that the COOH∗ pathway of CO oxidation over the N-Co3O4/Pt interface is energetically favorable in humid conditions. In particular, the N doping could stabilize the Co3+–OH–Pt interface and simultaneously reduce the energy barrier of CO2 formation from COOH∗ intermediates.

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