在室温下，通过常压X射线光电子能谱研究了氢气驱动的CO2氢化反应在Pd/Cu(111)单原子合金模型催化剂上的溢出效应

《Physical Chemistry Chemical Physics》：Spillover hydrogen-driven CO2 hydrogenation on a Pd/Cu(111) single atom alloy model catalyst at room temperature studied by ambient pressure X-ray photoelectron spectroscopy

CO?在Pd/Cu(111)单原子合金催化剂表面通过氢解离和溢流作用在室温下转化为甲酸和甲氧基物种，AP-XPS证实H?在Pd位点的解离及向Cu位点溢流，碳酸根作为活性中间体促进反应，该催化剂有效克服了Cu基催化剂的H?活化限制，为低温甲醇合成提供新机制。

　　

我们发现，一种单原子合金（SAA）模型催化剂Pd/Cu(111)在室温下通过氢气的解离和扩散作用，能够促进CO?的氢化反应生成甲酸和甲氧基化合物。这一过程是通过常压X射线光电子能谱（AP-XPS）技术揭示的。在298 K的CO?氛围中，研究人员在催化剂表面观察到了碳酸盐和原子氧的存在，这表明CO?发生了解离和歧化反应，与Cu(111)和Zn/Cu(111)表面的情况类似。进一步引入H?后，即使在298 K时也能生成甲酸和甲氧基化合物，且其含量在加热至380 K时有所增加。Pd 3d5/2核心能级的氢诱导化学位移证实了H?在Pd位点的解离，并且氢气会扩散到Cu位点，从而驱动CO?的氢化反应。这些结果表明，嵌入Cu(111)表面的孤立Pd原子有效克服了Cu催化剂在H?活化方面的固有局限性，使得CO?的氢化反应能够在相对温和的温度下进行。此外，半定量AP-XPS分析表明碳酸盐物种起到了反应中间体的作用，支持了碳酸盐介导的氢化途径。这些发现为室温下甲醇的合成提供了新的机制见解，并为下一代催化剂的设计提供了理论依据。