支撑的金纳米粒子催化剂上的H2氧化：金属-支撑界面处的异裂H2激活证据

吸附在金属-支撑界面（MSI）上的水在多种反应中发挥着重要作用。由于其在CO优先氧化（PrOx）中的重要性，我们研究了在Au/TiO2和Au/Al2O3催化剂上水的存在下的H2氧化动力学，得出了以下机制结论：(i) O2活化遵循与CO氧化催化类似的机制；(ii) 微弱吸附的H2O是强反应抑制剂；(iii) H2在MSI处迅速活化；(iv) H2活化动力学与传统金属上的解离H2化学吸附不一致。使用支撑的金纳米棒模型进行的密度泛函理论（DFT）计算表明，H2活化通过异裂解离机制进行，导致一个正式的氢化物位于金上，质子与表面TiOH基团结合。红外光谱实验在重氢化Au/TiO2表面上的H2吸附过程中支持了这一潜在机制，显示出与表面羟基的快速H-D重排。DFT计算表明，反应主要通过质子介导的途径进行，典型的Brønsted–Evans Polanyi行为通过在MSI引入弱酸/碱位点而被打破。动力学数据成功地在异裂H2激活机制的背景下进行了重新解释，连接了实验和计算证据，并合理化了物理吸附水对支撑的观察到的抑制，认为其阻塞了异裂H2激活所需的MSI位点。除了提供这一不寻常H2激活机制的证据外，这些结果还提供了水为何显著改善Au上CO PrOx催化的额外见解。