摘要：本文报道了一种对co氧化反应具有低温催化活性的新型硫功能化MXene-Ti_(2)C(Ti_(2)CS_(2))负载的锇金属单原子催化剂Os_(1)/Ti_(2)CS_(2).通过密度泛函理论计算,从一系列过渡金属(M=Fe,co,Ni,Cu;Ru,Rh,Pd,Ag;Os,Ir,Pt,Au)中筛选出最稳定的锇金属单原子催化剂.计算结果表明,Os_(1)/Ti_(2)CS_(2)有利于O_(2)和co的共吸附,且O_(2)分子的吸附能略高于co分子.此外,由于O_(2)+2co能稳定地共吸附在Os;单原子上,co氧化反应可能通过三分子反应机理进行.因此,我们研究了co在Os_(1)/Ti_(2)CS_(2)单原子催化剂上发生氧化反应的四种不同的催化机理:Langmuir-Hinshelwood(L–H)、Eley Rideal(E–R)、termolecular Langmuir-Hinshelwood-A(TLH-A)和termolecular Langmuir-Hinshelwood-B(TLH-B)机理.结果表明TLH-B机理最可能发生,其反应势垒仅为0.74 e V,远低于L–H、E–R和TLH-A的反应势垒(分别为1.06,1.09和1.47 e V).上述研究结果有助于理解MXene的表面化学并设计稳定的新型二维硫端基MXene催化材料.

摘要：单原子催化剂(SACs)在催化科学领域引起了人们的广泛关注,包括被称为单原子合金(SAAs)的包含金属-金属键合的双金属催化剂.本文通过量子化学计算方法研究了Au–Pd单原子合金模型Au37Pd1上co氧化反应的催化机理和成键分析,确定了co@Au–Pd,O2@Au–Pd和co/O2@Au–Pd等吸附构型的几何结构以及吸附物与底物间的结合能.Pd原子位于核芯位置的核-壳结构被证实为Au–Pd单原子合金的最稳定构型,该结构的稳定性来源于Pd原子向Au原子的电荷转移.根据结合能和化学成键分析,co和O2分子均优先吸附在配位数低且位于顶点位置的Pd原子上.本文报道了一种新的co和O2共吸附结构,其中co和O2分别在两个相邻Au–Pd键上以垂直和平行桥联方式吸附,该Au–Pd单原子合金的co氧化反应具有低能垒且遵循Langmuir-Hinshewood(L-H)机理.本文探讨了单原子合金催化剂中单原子在催化反应中的重要作用,可以为设计具有优异催化活性的新型单原子合金催化剂提供依据.