在许多催化过程中,金属催化剂的尺.pdfVIP

mbar O 气氛条件下于 Pt (111)表面上沉积 2 界面限域亚铁中心的催化氧化 0.25 单层 Fe 并在 473 K 和超高真空条件 退火制备得到的样品表面的扫描隧道显微 1* 1,2* 1 1 1,2 1 1,2 1 镜 （STM）照片。形成的 FeO 纳米岛是 傅强, 李微雪, 姚运喜, 刘洪阳, 苏海燕, 马丁, 顾向奎, 陈礼敏, 1 3 3 1┼ 单层分散的，其 Moiré 条纹和表面原子结 王珍, 张汇, 王兵, 包信和, 构与 Pt (111)表面上形成的单层 FeO 膜相 限域在纳米环境的配位未饱和亚铁 （简称CUF）位点作为许多酶催化和均相 同，都是在Pt 基底上形成了一层铁，然后 催化反应的活性中心。在负载型催化体系中制备具有上述类似结构的活性中 再在铁原子层上形成了一层氧(11)。二价 心对多相催化的发展具有重要意义，但仍然面临着很大的挑战。基于表面科 铁物种的存在可以通过光射线光电子能谱 学实验和密度泛函理论计算结果，我们发现可利用氧化亚铁与金属基底间的 （XPS ）来确定。对比不同物种的XPS Fe 强相互作用所产生的界面限域效应来稳定这些CUF 位点。处于界面限域状态 2p3/2 结合能位置发现，Pt (111)表面上生 的CUF 位点与金属载体协同作用活化O ，产生高活性的原子氧物种。我们发 长的金属铁膜的 Fe 2p3/2 结合能为 707.3 2 现这种双功能的结构集团在质子交换膜燃料电池的典型工作条件下实现CO eV ，高定向裂解石墨上沉积的氧化铁 的高效催化氧化。 （Fe O ）的值为711.0 eV，而FeO 纳米 2 3 岛的 Fe 2p3/2 峰结合能为709.3 eV，介于 在许多催化过程中，金属催化剂的尺 挑战，因为这些结构在真实的的催化条 两者之间 （图S1）。 寸通常处于 1 至 10 纳米范围。这些催化 件下非常复杂和非常容易发生变化。根 与 Pt (111)表面上单层 FeO 膜相比， 剂的活性位往往是配位不饱和的金属离 据表面科学实验、密度泛函理论计算以 FeO 纳米岛/Pt （111）表面上较低的 O 子，它们能够易于进行电子转移并促进 及真实条件下的催化反应结果，我们提 1s 与Fe 2p3/2 峰强度比证实在2D FeO 纳 相应的催化反应（1-5）。在携氧的血红 出利用纳米结构的氧化亚铁和金属 米岛的边缘存在许多 CUF 位点。为了更 蛋白中，受卟啉环束缚的二价铁离子 （铂）基底界面所产生的限域效应来实 清楚地来确定这种差异，我们沉积一定量 （Fe2+ ）可以通过 Fe2+和 Fe3+ 的相互转 现这个目的。界面限域的 CUF 位点和邻 的FeO (0.25 ML)后，选择在不同温度下 换来实现 O2 的运输