Pt-Bi界面结构调控及其催化甘油选择性氧化反应性能

通过原子层沉积(ALD)技术和浸渍-还原法,分别制备了两种具有不同Pt-Bi界面结构的Pt基催化剂:Pt/Bi_(2)O_(3)-CNTs和PtBi/CNTs,结合实验和密度泛函理论(DFT)计算比较研究了两种催化剂上甘油选择性氧化反应行为。表征结果显示,Pt/Bi_(2)O_(3)-CNTs催化剂中存在相对均一的Pt-Bi_(2)O_(3)界面结构,而PtBi/CNTs催化剂则形成了Pt1Bi1金属间化合物。活性评价实验发现,两种催化剂均促进了甘油仲羟基的优先氧化;相对而言,Pt/Bi_(2)O_(3)-CNTs催化剂由于具有较小的粒径和较高的Pt04f结合能从而表现出较好的甘油氧化反应活性,PtBi/CNTs催化剂会导致产物1,3-二羟基丙酮(DHA)的深度氧化。进一步的DFT计算结果表明,两种催化剂上甘油仲羟基氧化生成DHA过程的决速步骤均为仲碳上C—H键断裂反应,Pt/Bi_(2)O_(3)-CNTs催化剂上该步骤的能垒相对较低,因而表现出更高的反应活性;PtBi/CNTs催化剂表面,DHA较容易吸附,因此更易被深度氧化。