WO3-TiO2負(fù)載的Pt單原子催化劑光熱協(xié)同催化丙烷和丙烯氧化

摘要：單原子催化劑（single-atom catalyst，SAC）可以最大化金屬原子利用率，并具有獨(dú)特的電子特性，已經(jīng)在各種催化反應(yīng)中進(jìn)行了廣泛的探索。然而，與納米催化劑相比，貴金屬SAC在烴類氧化反應(yīng)中通常被認(rèn)為是不活潑的。在本文中，證明了WO3-TiO2負(fù)載的Pt SAC （Pt1/WO3-TiO2）在光熱協(xié)同催化氧化C3H8和C3H6這兩種典型的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）中表現(xiàn)出比相應(yīng)的納米催化劑（PtNP/WO3-TiO2）高得多的活性。研究發(fā)現(xiàn)，Pt1/WO3-TiO2和PtNP/WO3-TiO2都可以通過克服氧中毒來提高光熱協(xié)同催化C3H8氧化的活性。值得注意的是， Pt1/WO3-TiO2的反應(yīng)速率達(dá)到了3792μmol?gPt?1?s?1，這對C3H8氧化是一個新的突破。更有趣的是，由于C3H6在PtNP/WO3-TiO2上的強(qiáng)吸附導(dǎo)致催化劑C3H6中毒，因此PtNP/WO3-TiO2上的光熱協(xié)同催化C3H6氧化無法進(jìn)行。但是，得益于C3H6和Pt單原子之間適中的相互作用，Pt1/WO3-TiO2上的C3H6中毒在光照下可以被克服。因此，Pt1/WO3-TiO2在光熱協(xié)同催化C3H6氧化中顯示出更高的活性。這項(xiàng)工作表明，SAC的優(yōu)勢不僅在于節(jié)約貴金屬，還在于可以根據(jù)其獨(dú)特的電子特性發(fā)現(xiàn)新的催化反應(yīng)。

關(guān)鍵詞：單原子催化劑；光熱協(xié)同催化；氧化反應(yīng)；氧中毒；丙烯中毒

中圖分類號：O644