A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
Reducing the Irreducible : Dispersed Metal Atoms Facilitate Reduction of Irreducible Oxides (2022)
Korpelin, V., Melander, M. M., & Honkala, K. (2022). Reducing the Irreducible : Dispersed Metal Atoms Facilitate Reduction of Irreducible Oxides. Journal of Physical Chemistry C, 126(2), 933-945. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c08979
JYU-tekijät tai -toimittajat
Julkaisun tiedot
Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: Korpelin, Ville; Melander, Marko M.; Honkala, Karoliina
Lehti tai sarja: Journal of Physical Chemistry C
ISSN: 1932-7447
eISSN: 1932-7455
Julkaisuvuosi: 2022
Ilmestymispäivä: 10.01.2022
Volyymi: 126
Lehden numero: 2
Artikkelin sivunumerot: 933-945
Kustantaja: American Chemical Society (ACS)
Julkaisumaa: Yhdysvallat (USA)
Julkaisun kieli: englanti
DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c08979
Julkaisun avoin saatavuus: Avoimesti saatavilla
Julkaisukanavan avoin saatavuus: Osittain avoin julkaisukanava
Julkaisu on rinnakkaistallennettu (JYX): https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/79312
Rinnakkaistallenteen verkko-osoite (pre-print): https://chemrxiv.org/engage/chemrxiv/article-details/614c375ab1d4a6c2ea917354
Tiivistelmä
Oxide reducibility is a central concept quantifying the role of the support in catalysis. While reducible oxides are often considered catalytically active, irreducible oxides are seen as inert supports. Enhancing the reducibility of irreducible oxides has, however, emerged as an effective way to increase their catalytic activity while retaining their inherent thermal stability. In this work, we focus on the prospect of using single metal atoms to increase the reducibility of a prototypical irreducible oxide, zirconia. Based on extensive self-consistent DFT+U calculations, we demonstrate that single metal atoms significantly improve and tune the surface reducibility of zirconia. Detailed analysis of the observed single atom induced reducibility allows us to attribute the enhanced reducibility to strong interactions between the metal atom and the electrons trapped in the vacancy and d–p orbital interactions between the metal atom and oxygen. This analysis enables transferring the obtained theoretical understanding to other irreducible oxides as well. The detailed understanding of how oxide reducibility can be tuned offers precise control over the catalytic properties of metal oxides.
YSO-asiasanat: katalyysi; hapetus-pelkistysreaktio; oksidit; zirkoniumoksidi; metallit; adsorptio; pintakemia
Vapaat asiasanat: oxides; defects in solids; energy; metals; adsorption
Liittyvät organisaatiot
Hankkeet, joissa julkaisu on tehty
- Etanolin reformoinnin atomitason tuntemus laskennallisesti ja kokeellisesti
- Honkala, Karoliina
- Suomen Akatemia
- Varauksen siirron kinetiikka neste-kiinteä -rajapinnoilla: Sähkökemiallisen energiantuontannon ja -varastoinnin perusmekanismit
- Melander, Marko
- Suomen Akatemia
- Biomassasta saatujen polyolien katalyyttinen ja elektrokatalyyttinen hapetus nesteen ja
kiinteän välisellä rajapinnalla- Honkala, Karoliina
- Suomen Akatemia
OKM-raportointi: Kyllä
Raportointivuosi: 2022
JUFO-taso: 2