通訊作者：Ming Zhao, Jianli Wang通訊單位：Key Laboratory of Green Chemistry and Technology, Ministry of Education, College of Chemistry, Sichuan University, Chengdu 610064, Sichuan, China.https://doi.org/10.1021/acsami.2c01371 1. 設計了一種Pt/YMn2O5-La-Al2O3催化劑在水熱老化以后對于NO氧化活性不下降。2. 通過水熱老化過程，構筑了具有豐富氧空位且有利于NO氧化反應的Pt(111)/YMn2O5(121)界面。3. 揭示了對 NO 氧化的水熱穩(wěn)定性歸因于 Pt、YMO 和氧空位組成的多活性中心的協(xié)同催化。4. 增加的氧空位作為吸附氣態(tài)O2的活性位點，可以為Pt和YMO的活性中心提供活性氧，彌補水熱老化導致的Pt顆?；钚晕稽c減少的損失。柴油發(fā)動機的高燃油效率是其廣泛使用的主要原因。然而，從廢氣中去除 NO 的難度限制了它們的發(fā)展。因此，在現(xiàn)行的柴油車后處理系統(tǒng)（DOC + DPF + SCR + ASC ）中，最前端需要安裝柴油氧化催化劑（DOCs），DOCs在將 NO 轉化為 NO2 中發(fā)揮著關鍵作用。最新的柴油車國六排放法規(guī)提高了催化劑的續(xù)航里程要求（70萬公里），對標到實驗室催化劑的要求為在 800 ℃含10%水蒸汽條件下老化 10 小時后，催化劑的 NO 活性不降低。Pt 基催化劑由于其優(yōu)異的性能已被廣泛用于 DOCs?？紤]到通過金屬/氧化物界面的構建，可以導致更多的氧空位（Ov）作為活性位點參與催化反應。同時，熱穩(wěn)定性的Mn-莫來石(AMn2O5)通過調節(jié)Mn3+和Mn4+的可逆平衡，具有優(yōu)異的NO氧化性能。因此，結合 AMn2O5 的優(yōu)點構建金屬/氧化物界面是一種有效的提高Pt基催化劑水熱穩(wěn)定性的方法。原子沉積法在構建最佳Pt/AMn2O5界面的工業(yè)應用中存在許多局限性。此外，C3H6、CO 和 NO 必須同時被 DOCs 轉化，并且必須以簡單的方式實現(xiàn) Pt 在低比表面莫來石上的高分散。受這些觀點的啟發(fā)，作者通過使用球磨混合高比表面的商用 La-Al2O3 (LA) 和 YMn2O5 (YMO) 莫來石?；旌陷d體保證了催化劑Pt和YMO的高度分散，有利于暴露出最佳晶面。此外，水熱老化產(chǎn)生的特定金屬/氧化物界面可以增強氧遷移能力，保證水熱老化后催化劑的活性不降低。NO氧化活性結果表明，對于新鮮的催化劑，幾種催化劑的活性是Pt/LA-f > Pt/YMO-LA-f > Pt/LA-f+Pt/YMO-f > Pt/YMO-f，而對于老化的催化劑，是Pt/YMO-a > Pt/LA-a+Pt/YMO-a > Pt/LA-a > Pt/YMO-a。具體來說，Pt/YMO-LA的NO活性在水熱老化后從41%變?yōu)?2%。然而，Pt/LA催化劑和Pt/YMO催化劑的NO活性在水熱老化后明顯下降。此外，如表1所示，Pt/YMO-LA-a的NO反應溫度窗口（NO轉化率≥30%）在266~435℃的溫度范圍內。該溫度范圍比Pt/LA-a（281 ~ 408 °C）和Pt/LA-a+Pt/YMO-a（306 ~ 430 °C）更寬。Pt/YMO-LA催化劑具有很強的水熱老化穩(wěn)定性和低溫活性。
CO脈沖吸附結果表明，制備的Pt/YMO-LA催化劑在水熱老化前后分散度是最大的和Pt的平均粒徑是相對最小的。
HRTEM結果表明，制備的Pt/YMO-LA催化劑在水熱老化以后，形成了最利于NO氧化反應的Pt(110)/YMO(121)界面。
XPS結果表明，制備的Pt/YMO-LA催化劑在水熱老化以后,有利于NO氧化的Oads和Pt0增多，同時水熱老化以后具有更多的Mn3+這也對應于更多的氧空位形成。
O2-TPD結果表明，制備的Pt/YMO-LA催化劑在水熱老化以后,有利于NO反應的活性氧數(shù)量也沒有下降與活性相對應。
NO的紅外吸脫附曲線結果表明，制備的Pt/YMO-LA催化劑在水熱老化以后,可以形成更多的硝酸鹽亞硝酸鹽中間體物種同時中間體的脫附速率也更快。
原位紅外結果表明，制備的Pt/YMO-LA催化劑在新鮮的時候主要以L-H機理為主，水熱老化后的Pt/YMO-LA催化劑，主要以MvK機理為主。
水熱老化增強了Pt和YMO之間的相互作用，導致了特定的Pt（111）/YMn2O5（121）界面的形成。該界面帶來了豐富的Ov，它可以作為活性中心來激活氧氣。Ov主要通過吸收空氣中的氧來補充活性氧分子。隨后，作為活性中心的Pt也可以激活氧分子和NO分子，這符合L-H反應機制。同時，作為活性中心的YMO遵循MvK機制。氣態(tài)氧的吸附和YMO晶格氧在界面的遷移補充了催化劑表面形成的Ov。因此，是界面造成的豐富的Ov作為活性中心，促進了NO在Pt和YMO上的氧化。然后，多個活性中心促進了NO反應過程的氧化循環(huán)，所以Pt/YMO-LA催化劑對NO的氧化具有良好的水熱穩(wěn)定性。
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c01371
