Серная пассивация краевых атомов кластеров Pt на CeO2 для селективного превращения CO2 в CO

Каталитическое превращение CO2 в ценные химические продукты посредством обратной реакции водяного газа (RWGS) представляет собой важный путь смягчения климатических изменений и обеспечения устойчивого использования углерода. Однако катализаторы на основе Pt, несмотря на превосходную способность активировать H2, часто имеют недостаточную селективность по CO и низкую долговечность при высоких температурах, что главным образом связано с избыточной адсорбцией CO на малокоординированных краевых сайтах Pt. В настоящей работе мы предлагаем целенаправленную стратегию пассивации, опосредованную серой (S), для конструирования Pt–CeO2 катализаторов с атомарно настроенными активными центрами, эффективно решающую ключевой компромисс между активностью, стабильностью и селективностью. Введение S в носитель CeO2 вызывает оптимизированную электронную модуляцию, что подтверждается in situ/ex situ характеристиками и расчетами теории функционала плотности (DFT); это ослабляет силу адсорбции *CO и подавляет путь метанизации. Оптимизированный катализатор Pt–S–CeO2 демонстрирует выдающиеся показатели при 600 °C: селективность по CO >95%, скорость образования CO 8.8×10−5 mol gcat−1 s−1 и потерю активности <10% в течение 250 ч. Кроме того, данная работа устанавливает подход для целевого легирования и инженерии сайтов в гетерогенном катализе, предлагая универсальный путь для примирения конфликтующих характеристик в системах гидрирования CO2 и за их пределами. Каталитическое превращение CO2 в химические продукты является ключевым для устойчивого использования углерода, но Pt-катализаторы могут страдать от низкой селективности по CO и недостаточной долговечности при высоких температурах; здесь предложена стратегия пассивации для создания Pt–CeO2 катализаторов с атомарно настроенными активными сайтами, эффективно решающая указанный компромисс.