稀土元素调控Mn d带中心增强Ce-Me-Mn复合氧化物NO氧化性能的理论研究

《Journal of Catalysis》：Enhancing NO oxidation performance through rare earth element-mediated modulation of Mn d-Band centers in Ce-Me-Mn mixed oxides

本综述系统阐述了二元合金表面三配位和四配位空心位点上的共吸附等温线及其相关速率过程的理论框架，通过统计物理方法推导了单分子吸附/脱附、解离吸附/结合脱附以及Langmuir-Hinshelwood（LH）和Eley-Rideal（ER）反应的通用方程，为解析合金催化剂表面反应动力学（如氨合成）提供了新范式。

　　

章节精选

共吸附等温线

正如引言中所述，本文提出的理论框架首先聚焦于吸附质-吸附质横向相互作用可忽略的随机合金情况。对于基础研究而言，需要指出的是在学术实验研究中，合金中金属原子的随机分布可能是被"冻结"的。更重要的是，就不同类型1和2金属原子之间最近邻（nn）相互作用而言，它们排列方式中的相关性早已被认识到取决于...

单分子吸附和脱附

单分子吸附和脱附的基元步骤，如示意图(8)所示，在此被认为是通过粒子直接附着到单个空位点或从单个占据位点脱离而发生的。为保持方程简洁，忽略了通过前驱态进行的吸附和脱附过程。如第2节所述，首先忽略吸附粒子之间的横向相互作用以及吸附粒子局部运动的配分函数...

解离吸附和结合脱附

气相A₂分子的解离吸附和吸附A物种的结合脱附步骤（9），被认为是通过直接附着到相邻的一对空位点或从相邻的一对占据位点脱离而发生的，并在与单分子吸附和脱附相同的框架下进行描述。相应的通用方程可以通过将(12)、(13)式中位点的概率乘积P_n和P_0,n或P_n和P_A,n替换为...

Langmuir-Hinshelwood和Eley-Rideal反应

吸附物种之间的双分子反应通常通过Langmuir-Hinshelwood（LH）机制在相邻位点对之间发生，A_s + B_s ?? (AB)_g + 2*，其速率可以类比结合脱附的方程(21)来表示。唯一的不同是现在A和B有两个接触数，j和l，即反应速率由w_LH = r_° Σ_j,l P_AB,j,l exp[(1-α)(jε_A + lε_B)/k_BT]给出，其中P_AB,j,l是对应于给定数字j和l的排布概率；而...

潜在应用

第2-5节中给出的一般性陈述是以统计物理和/或数学化学的风格写就的。所采用的晶格气体模型专注于二元金属合金表面空心位点上的共吸附。该模型的验证和计算中使用的参数已在第2节开头和第3节末尾讨论过。尽管该模型显然潜在地适用于各种实际体系，并且所呈现的结果...

金属合金上的氨合成

除了发生在空心位点上的相对简单的催化反应实例（第6节）之外，还可以参考氨合成反应，N₂ + 3H₂ ?? 2NH₃。事实上，这是一个从多个角度来看都至关重要的催化反应。在化学工业中，该反应在铁基或钌基催化剂上于高压高温下的稳态条件下进行。该反应的第一个成功动力学模型是由Temkin和Pyzhev提出的，他们假设催化剂表面是高度...

结论

我已经描述了合金表面三配位和四配位点上的共吸附等温线及相关速率过程，包括单分子吸附和脱附、解离吸附和结合脱附，以及Langmuir-Hinshelwood和Eley-Rideal反应。相应的通用方程包含了由特定数量的不同类型金属原子参与形成吸附位点的概率。文中也描述了如何将吸附质-吸附质横向相互作用...