Structure atomique de l'interface cuivre-cérine Crédit :DICP
Récemment, Le Dr Zhou Yan et le professeur Shen Wenjie de l'Institut de physique chimique de Dalian (DICP) de l'Académie chinoise des sciences et leurs collaborateurs ont identifié la structure atomique de l'interface cuivre-cérium catalytiquement active et ont proposé un modèle de bicouche de cuivre. Leurs conclusions ont été publiées dans Catalyse naturelle .
En raison de leur abondance naturelle, à bas prix, et plus important, leurs caractéristiques électroniques uniques, les catalyseurs au cuivre ont été appliqués industriellement et fondamentalement étudiés pour plusieurs réactions chimiques qui sont intimement liées à l'énergie.
Nanoparticules de cuivre, dispersé sur cérine, constituent un système catalytique très efficace pour la réaction de conversion eau-gaz à basse température, qui génère de l'hydrogène, et CO/CO
L'interface cuivre-cérium a été présumée responsable des performances catalytiques. Cependant, une identification directe et une description quantitative des sites actifs, qui interagissent directement avec les molécules réactives lors de la catalyse, restent difficiles.
"Nos conclusions sont basées sur l'observation de minuscules amas de cuivre par une combinaison de microscopie électronique à transmission à balayage (STEM) et de spectroscopie de perte d'énergie électronique (EELS), sonder l'environnement de liaison interfaciale par spectroscopie infrarouge (IR) in situ, et la rationalisation par les calculs de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), " a déclaré le professeur Shen.
"En étudiant la structure atomique de l'interface cuivre-cérium catalytiquement active, nous avons trouvé que l'amas de cuivre était constitué d'une couche inférieure d'atomes principalement de Cu+ liés aux lacunes d'oxygène de l'oxyde de cérium, et une couche supérieure d'atomes de Cu0 coordonnés avec les atomes de Cu+ sous-jacents, " a ajouté le professeur Shen.
De plus, les scientifiques ont découvert que la réaction de déplacement eau-gaz à basse température se produisait au périmètre de l'interface cuivre-cérium via un mécanisme de coopération de site, par lequel le site Cu+ adsorbe chimiquement le CO tandis que le site voisin de manque d'oxygène active l'eau de manière dissociative.
