李俊华院士领衔！清华大学陈建军Nature子刊 | Sn掺杂Pt/TiO₂催化CO氧化反向氧溢流！

本文研究了Sn掺杂Pt/TiO₂催化剂中Pt粒径对反向氧溢流(ROS)的影响机制。背景方面，负载型Pt/TiO₂催化剂因金属-载体相互作用在能源与环境催化领域有重要应用，其中ROS现象对形成Pt-O活性位和提升催化性能至关重要，但其发生需满足热力学和动力学条件，机制复杂且难以直接观测。研究目的是探讨不同Pt粒径(单原子、纳米团簇、纳米晶体)如何影响ROS过程。结论表明，纳米团簇Pt表现出最显著的ROS效应，在CO氧化中周转频率最高，因为CO吸附时电子向界面氧转移最强，促进氧迁移；单原子Pt因CO吸附过强抑制ROS；纳米晶体Pt因界面作用减弱不利于ROS发生。研究通过原位表征与AIMD模拟，提出了改进的Mars-van Krevelen机制，将ROS作为独立步骤引入反应循环，降低了反应能垒，为设计高效贵金属催化剂提供了理论依据。