Electrically Enhanced Catalytic Activity of Gold Nanocoatings in Carbon Monoxide Oxidation

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Measurements are reported of the increase in catalytic CO oxidation rate on gold nanocoatings obtained by applying a positive or negative electrical voltage of variable magnitude to a coating. In experiments on an initial mixture of 1.8% СО + 10.2% О2 + Ar and a coating with a starting particle size of 0.2 to 3 nm, conducted at 430°C and atmospheric pressure, the extent of the CO oxidation rate enhancement caused by a stepwise increase in the applied positive voltage initially amounts to 28% at +10 V and then declines to 20% at +30 V. Applying a negative voltage has a weaker effect: after an initial increase by 12% at –10 V, the extent of the enhancement of the CO oxidation rate declines to 7% at –30 V. Quantum chemical calculations are performed to determine the heats of association for CO and O2 with the simplest electrically neutral or electrically charged Au3 cluster, as well as the heats of the reaction for Au3CO + O → Au3CO2 and Au3CO2 → Au3 + CO2 involving differently charged Au3 complexes. Based on the calculated results, an explanation is proposed for the increased catalytic CO oxidation rate on electrically charged gold nanocoatings.

Авторлар туралы

M. Grishin

Semenov Institute of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Email: jcp@chph.ras.ru
Россия, Москва

A. Gatin

Semenov Institute of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Email: jcp@chph.ras.ru
Россия, Москва

V. Slutskii

Semenov Institute of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Email: jcp@chph.ras.ru
Россия, Москва

A. Fedotov

Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Email: jcp@chph.ras.ru
Россия, Москва

V. Kharitonov

Semenov Institute of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Email: jcp@chph.ras.ru
Россия, Москва

B. Shub

Semenov Institute of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: jcp@chph.ras.ru
Россия, Москва

Әдебиет тізімі

  1. Csere Csaba // Car and Driver. 1988. V. 33. № 7. P. 63.
  2. Kaspar J., Fornasiero P., Graziani M. // Catal. Today. 1999. V. 50. № 2. P. 285.
  3. Brandt E., Wang Y., Grizzle J. // IEEE Trans. Control Syst. Technol. 2000. V. 8. № 5. P. 767.
  4. Алексахин А.В., Кириченко А.С. // Экономика в промышленности. 2013. № 4. С. 3.
  5. Guzman J., Gates B.C. // J. Amer. Chem. Soc. 2004. V. 126. № 2. P. 2672.
  6. Ануфриенко В.Ф., Мороз Б.Л., Ларина Т.В. и др. // ДАН. 2007. Т. 413. № 4. С. 493.
  7. Nikolaev S.A., Golubina E.V., Krotova L.N. et al. // Appl. Catal., B. 2015. V. 168. P. 303.
  8. Takei T., Akira T., Nakamura J. et al. // Adv. Catal. 2012. V. 55. P. 1.
  9. Бухтияров В.И., Слинько М.Г. // Успехи химии. 2001. Т. 70. № 2. С. 167.
  10. Roldan Cuenya B. // Thin Solid Films. 2010. V. 518. № 12. P. 3127.
  11. Гришин М.В., Гатин А.К., Дохликова Н.В. и др. // Кинетика и катализ. 2015. Т. 56. № 4. С. 539.
  12. Эллерт О.Г., Цодиков М.В., Николаев С.А., Новоторцев В.М. // Успехи химии. 2014. Т. 83. № 8. С. 718.
  13. Николаев С.А., Смирнов В.В., Васильков А.Ю., Подшибихин В.Л. // Кинетика и катализ. 2010. Т. 51. № 3. С. 396.
  14. Simakova I.L., Solkina Yu.S., Moroz B.L. et al. // Appl. Catal., A. 2010. V. 385. № 1–2. P. 136.
  15. Roldan Cuenya B., Behafarid F. // Surf. Sci. Rep. 2015. V. 70. № 2. P. 135.
  16. Ланин С.Н., Пичугина Д.А., Шестаков А.Ф. и др. // ЖФХ. 2010. Т. 84. № 12. С. 2330.
  17. Гришин М.В., Гатин А.К., Слуцкий В.Г., Харитонов В.А., Шуб Б.Р. // Хим. физика. 2015. Т. 34. № 7. С. 3.
  18. Гришин М.В., Гатин А.К., Слуцкий В.Г. и др. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 3. С. 29.
  19. Гришин М.В., Гатин А.К., Слуцкий В.Г. и др. // Хим. физика. 2020. Т. 39. № 5. С. 84.
  20. Гришин М.В., Гатин А.К., Слуцкий В.Г. и др. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 6. С. 10.
  21. Гришин М.В., Гатин А.К., Слуцкий В.Г. и др. // Хим. физика. 2021. Т. 40. № 9. С. 3.
  22. Гришин М.В., Гатин А.К., Слуцкий В.Г. и др. // Хим. физика. 2022. Т. 41. № 6. С. 3.
  23. Schubert M., Hakenberg S., Veen A. et al. // J. Catal. 2001. V. 122. P. 9523.
  24. Sankar M., He Q., Engel K. et al. // Chem. Rev. 2020. V. 120. № 8. P. 3890.
  25. Herzing A., Kiely C., Carley A., Landon P., Hutchings G. // Science. 2008. V. 321. P. 1331.
  26. Ozaki T. // Phys. Rev. B. 2003. V. 67. P. 155 108.
  27. Ozaki T., Kino H. // Ibid. 2004. V. 69. P. 195 113.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
2.

Жүктеу (62KB)
3.

Жүктеу (49KB)
4.

Жүктеу (386KB)

© М.В. Гришин, А.К. Гатин, В.Г. Слуцкий, А.С. Федотов, В.А. Харитонов, Б.Р. Шуб, 2023