Influence of Adsorbates on the Electronic Structure, Bond Strain, and Thermal Properties of an Alumina-Supported Pt Catalyst
Source abstract
Abstract
We describe the results of an X-ray absorption spectroscopy (XAS) study of adsorbate and temperature-dependent alterations of the atomic level structure of a prototypical, noble metal hydrogenation and reforming catalyst: ∼1.0 nm Pt clusters supported on gamma alumina (Pt/γ-Al(2)O(3)). This work demonstrates that the metal-metal (M-M) bonding in these small clusters is responsive to the presence of adsorbates, exhibiting pronounced coverage-dependent strains in the clusters' M-M bonding, with concomitant modifications of their electronic structures. Hydrogen and CO adsorbates demonstrate coverage-dependent bonding that leads to relaxation of the M-M bond strains within the clusters. These influences are partially compensated, and variably mediated, by the temperature-dependent electronic perturbations that arise from cluster-support and adsorbate-support interactions. Taken together, the data reveal a strikingly fluxional system with implications for understanding the energetics of catalysis. We estimate that a 9.1 ± 1.1 kJ/mol strain exists for these clusters under H(2) and that this strain increases to 12.8 ± 1.7 kJ/mol under CO. This change in the energy of the particle is in addition to the different heats of adsorption for each gas (64 ± 3 and 126 ± 2 kJ/mol for H(2) and CO, respectively).
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Catalytic Processes in Materials Science · Electrocatalysts for Energy Conversion · Catalysis and Oxidation Reactions
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
School of Chemical Sciences and the Fredrick Seitz Materials Research Laboratory, University of Illinois, Urbana, Illinois 6180, United States
Center for Catalytic Science & Technology, Delaware University, Newark, Delaware 19716, United States
Department of Physics, Yeshiva University, New York, New York 10016, United States
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