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Die Atomtrapping-Technologie führt zu Katalysatoren mit atomar dispergierten Ru 1 O 5-Stellen auf den (100)-Facetten von Ceria, wie durch Spektroskopie und DFT-Berechnungen identifiziert. Dies ist eine neue Klasse von ceria-basierten Materialien mit Ru-Eigenschaften, die sich drastisch von den bekannten M/ceria-Materialien unterscheiden. Sie zeigen eine ausgezeichnete Aktivität bei der katalytischen NO-Oxidation, einem kritischen Schritt, der den Einsatz großer Mengen teurer Edelmetalle in Dieselnachbehandlungssystemen erfordert. Ru 1 /CeO 2 ist während kontinuierlicher Zyklen, Erwärmung und Abkühlung sowie in Anwesenheit von Feuchtigkeit stabil. Darüber hinaus zeigt Ru 1 /CeO 2 sehr hohe NO x -Speichereigenschaften aufgrund der Bildung stabiler Ru–NO-Komplexe sowie einer hohen Spill-Over-Rate von NO x auf CeO 2. Nur ∼0,05 Gew.-% von Ru sind erforderlich, um eine hervorragende NO x -Speicherung zu erreichen. Ru 1 O 5-Stellen weisen während der Kalzination in Luft/Dampf bis zu 750 °C eine viel höhere Stabilität auf als RuO 2-Nanopartikel. Wir klären den Standort der Ru(II)-Ionen auf der Ceria-Oberfläche und identifizieren experimentell den Mechanismus der NO-Speicherung und -Oxidation unter Verwendung von DFT-Berechnungen und in situ DRIFTS/Massenspektroskopie. Darüber hinaus zeigen wir eine hervorragende Reaktivität von Ru 1 /CeO 2 zur NO-Reduktion durch CO bei tiefen Temperaturen: Nur 0,1–0,5 Gew.-% von Ru sind ausreichend, um eine hohe Aktivität zu erreichen. Modulationsexcitation in situ Infrarot- und XPS-Messungen zeigen die einzelnen elementaren Schritte der NO-Reduktion durch CO auf einem atomar dispergierten Ru-Ceria-Katalysator und heben die einzigartigen Eigenschaften von Ru 1 /CeO 2 sowie seine Neigung zur Bildung von Sauerstoffvacanzen/Ce +3-Stellen hervor, die für die NO-Reduktion entscheidend sind, selbst bei niedrigen Ru-Beladungen. Unsere Studie hebt die Anwendbarkeit neuartiger ceria-basierter Einzelatomkatalysatoren zur Abatement von NO und CO hervor.
Khivantsev et al. (Mittwoch) untersuchten diese Frage.