Optimale Oberflächenstandorte auf heterogenen Katalysatoren durch Zählen der nächstgelegenen Nachbarn finden

Ein guter heterogener Katalysator für eine gegebene chemische Reaktion hat sehr oft nur einen spezifischen Typ von Oberflächenstandort, der katalytisch aktiv ist. Verbreitete Methodologien wie Sabatier-typische Aktivitätsdiagramme bestimmen optimale Adsorptionsenergien zur Maximierung der katalytischen Aktivität, doch diese sind schwierig als Richtlinien zur Entwicklung neuer Katalysatoren zu verwenden. Wir stellen „Koordinations-Aktivitätsdiagramme“ vor, die die geometrische Struktur optimaler aktiver Standorte vorhersagen. Die Methode wird an der Sauerstoff-Reduktionsreaktion gezeigt, die durch Platin katalysiert wird. Standorte mit der gleichen Anzahl an ersten nächstgelegenen Nachbarn wie (111) Terrassen, jedoch mit einer erhöhten Anzahl von zweiten nächstgelegenen Nachbarn, werden als überlegen in der katalytischen Aktivität vorhergesagt. Wir haben diese Überlegung genutzt, um hochaktive Standorte auf Platin (111) zu schaffen, ohne Legierungen und unter Verwendung von drei verschiedenen kostengünstigen experimentellen Methoden.