Single Ru(II) Ions on Ceria as a Highly Active Catalyst for Abatement of NO
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Notice bibliographique
Résumé
Atom trapping leads to catalysts with atomically dispersed Ru 1 O 5 sites on (100) facets of ceria, as identified by spectroscopy and DFT calculations. This is a new class of ceria-based materials with Ru properties drastically different from the known M/ceria materials. They show excellent activity in catalytic NO oxidation, a critical step that requires use of large loadings of expensive noble metals in diesel aftertreatment systems. Ru 1 /CeO 2 is stable during continuous cycling, ramping, and cooling as well as the presence of moisture. Furthermore, Ru 1 /CeO 2 shows very high NO x storage properties due to formation of stable Ru–NO complexes as well as a high spill-over rate of NO x onto CeO 2 . Only ∼0.05 wt % of Ru is required for excellent NO x storage. Ru 1 O 5 sites exhibit much higher stability during calcination in air/steam up to 750 °C in contrast to RuO 2 nanoparticles. We clarify the location of Ru(II) ions on the ceria surface and experimentally identify the mechanism of NO storage and oxidation using DFT calculations and in situ DRIFTS/mass spectroscopy. Moreover, we show excellent reactivity of Ru 1 /CeO 2 for NO reduction by CO at low temperatures: only 0.1–0.5 wt % of Ru is sufficient to achieve high activity. Modulation-excitation in situ infrared and XPS measurements reveal the individual elementary steps of NO reduction by CO on an atomically dispersed Ru ceria catalyst, highlighting unique properties of Ru 1 /CeO 2 and its propensity to form oxygen vacancies/Ce +3 sites that are critical for NO reduction, even at low Ru loadings. Our study highlights the applicability of novel ceria-based single-atom catalysts to NO and CO abatement.
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Prédiction distillée sur la base complète
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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