电催化学术QQ群：10258562521. JACS：双原子合金位点设计和乙醇在PtCrAg上脱氢脱水的实验证明单原子催化剂因其具有高选择性的能力而受到极大关注。然而，许多反应需要一个以上的相邻位点来排列反应物或破坏特定的化学键。例如，断裂C–O或O–H键可以通过包含亲氧元素和结合每个分子片段的亲碳或“亲氢”元素的双位点来促进。然而，由于多组分催化表面的复杂性，难以设计具有理想反应活性的稳定双原子位点。近日，杜兰大学Matthew M. Montemore、塔夫茨大学E. Charles H. Sykes报道了双原子合金位点的优先设计和乙醇在PtCrAg上脱氢脱水的实验证明。本文要点要点1. 作者构建了一种新型的双原子系统，即三金属双原子合金，它是通过合金化能量计算设计的。并通过广泛的计算筛选，作者发现嵌入Ag（111）中的Pt–Cr二聚体可以通过Pt和Cr在Ag中的负混合焓以及Pt与Cr之间的相互作用形成。然后通过表面科学实验实现了这些双原子合金位点，并发现其反应性与原子尺度结构相关。要点2. Ag（111）中的Pt-Cr位点可以转化乙醇，而PtAg和CrAg对乙醇不起反应。计算表明，亲氧Cr原子和亲氢Pt原子的协同作用可以破坏O–H键。此外，具有较高Cr团簇负载的活性位点可以产生乙烯。最后，作者还通过计算确定了许多双原子合金位点。Paul L. Kress et.al A Priori Design of Dual-Atom Alloy Sites and Experimental Demonstration of Ethanol Dehydrogenation and Dehydration on PtCrAg JACS 2023DOI: 10.1021/jacs.2c13577https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c135772. JACS：吸附态烯醇化物作为Pt上乙醇电氧化过程中C−C键分裂的前体乙醇是一种很有前途的甲醇替代燃料，可用于直接醇燃料电池。然而，乙醇完全电氧化为
C
O2涉及12个电子和C-C键分裂，因此乙醇分解/氧化的详细机制仍然难以捉摸。在这项工作中，康奈尔大学Héctor D. Abruña采用将SEIRA光谱与DEMS和同位素标记相结合的光谱平台来研究在明确定义的电解液流动条件下Pt上的乙醇电氧化。同时获得了挥发性物质的时间和电位依赖性SEIRA光谱和质谱信号。本文要点要点1. 吸附的烯醇化物首次被SEIRA光谱鉴定为Pt上乙醇氧化过程中C-C键分裂的前体。吸附的烯醇的C-C键断裂导致CO和
CH
x物种的形成。吸附的烯醇化物也可以在更高的电位下进一步氧化为吸附的乙烯酮，或在氢区域还原为乙烯基/亚乙烯基。要点2.
CH
x和乙烯基/亚乙烯基化合物只能在低于0.2和0.1 V的电势下被还原解吸，或者只能在高于0.8 V的电势下氧化成
CO
2，因此它们会毒害Pt表面。这些新的机理见解将有助于为直接乙醇燃料电池提供更高性能和更耐用的电催化剂的设计标准。Hongsen Wang, et al, Adsorbed Enolate as the Precursor for the C-C Bond Splitting during Ethanol Electrooxidation on Pt, J. Am. Chem. Soc., 2023DOI：10.1021/jacs.2c13401https://doi.org/10.1021/jacs.2c13401催化技术交流微信群加微信群方式：
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