Structure sensitivity of low-temperature NO decomposition on Au surfaces
Structure sensitivity of low-temperature NO decomposition on Au surfaces
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Au表面低温NO分解的结构敏感性
DOI：
10.1016/j.jcat.2013.04.013
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发表时间：
2013-08
影响因子：
7.3
通讯作者：
Huang, Weixin
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wu, Zongfang;Xu, Lingshun;Zhang, Wenhua;Ma, Yunsheng;Yuan, Qing;Jin, Yuekang;Yang, Jinlong;Huang, Weixin
本文用TDS、XPS和DFT理论计算等方法，比较研究了NO在Au（997）和Au（110）-（1×2）表面上的吸附和分解。在两个表面上的最低配位的Au原子是7配位的，但是NO的表面化学在这两个表面上非常不同。在Au（997）表面上，α-NO物种占主导地位，而在Au（110）-（1×2）表面上，除了类似的α-NO物种外，还出现了另一种不太稳定但更丰富的β-NO物种。在105 K的NO作用下，部分α-NO物种在Au（110）-（1×2）表面上分解为O吸附原子和N2 O，而较不稳定的β-NO物种的分解反应性比α-NO物种高得多，并容易分解为O吸附原子和N2 O。DFT理论计算结果表明，NO在Au表面的化学吸附主要是（NO）2二聚体.α-NO是最稳定的（NO）2二聚体，通过N原子吸附在Au（997）和Au（110）-（1×2）表面的7配位脊Au原子上，并表现出较高的分解反应活化能垒。β-NO物种对应于较不稳定的（NO）2二聚体物种，其通过N和O原子化学吸附在Au（110）-（1×2）表面的沟槽Au原子上，并且对分解反应表现出低活化势垒。这些综合的实验和理论计算结果从分子水平揭示了负载型Au纳米催化剂在NO分解反应中的结构敏感性和低温催化活性的根源。
We have comparatively studied adsorption and decomposition of NO on Au(997) and Au(110)-(1×2) surfaces by means of TDS, XPS, and DFT theoretical calculation. The lowest-coordinated Au atoms on both surfaces are 7-coordinated, but the surface chemistry of NO differs very much on these two surfaces. An α-NO species dominates on the Au(997) surface, while besides the similar α-NO species, another less stable and more abundant β-NO species also appear on the Au(110)-(1×2) surface. Part of α-NO species decomposes into O adatom and N2O upon heating, but the less stable β-NO species exhibits a much higher decomposition reactivity than α-NO species and facilely decomposes into O adatom and N2O on the Au(110)-(1×2) surface during the NO exposure at 105K. The accompanying DFT theoretical calculation results demonstrate that chemisorbed (NO)2dimer species dominate the surface chemistry of NO on the Au surfaces. α-NO species is the most stable (NO)2dimer species that chemisorbs on the 7-coordinated ridge Au atoms of both Au(997) and Au(110)-(1×2) surfaces via the N atoms and exhibits a high activation barrier for the decomposition reaction. β-NO species corresponds to less stable (NO)2dimer species that chemisorbs on the trench Au atoms of the Au(110)-(1×2) surface via both N and O atoms and exhibits a low activation barrier for the decomposition reaction. These comprehensive experimental and theoretical calculation results reveal at the molecular level the origin of structure sensitivity and low-temperature catalytic activity of supported Au nanocatalysts in NO decomposition reaction.
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DOI：
10.1002/chin.200701227
发表时间：
2007-01
期刊：
ChemInform
影响因子：
--
作者：
Mingshu Chen;D. Wayne Goodman
通讯作者：
Mingshu Chen;D. Wayne Goodman
影响因子：
1.9
作者：
C. Ruggiero;P. Hollins
通讯作者：
C. Ruggiero;P. Hollins
影响因子：
7.3
作者：
J. Gohndrone;Y. Park;R. Masel
通讯作者：
J. Gohndrone;Y. Park;R. Masel
影响因子：
8.6
作者：
Tianfu Zhang;Zhipan Liu;S. Driver;S. J. Pratt;S. Jenkins;D. King
通讯作者：
Tianfu Zhang;Zhipan Liu;S. Driver;S. J. Pratt;S. Jenkins;D. King
影响因子：
1.9
作者：
E. Rienks;G. P. V. Berkel;J. Bakker;B. Nieuwenhuys
通讯作者：
E. Rienks;G. P. V. Berkel;J. Bakker;B. Nieuwenhuys