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氧化物納米顆粒的晶面與納米顆粒的形態有關，這決定了其表面組成和表面結構。近年來，由于在合成具有優勢晶面的均勻氧化物納米晶方面的進展，晶面越來越多地被用于調節與氧化物有關的催化劑的表面化學和催化。

水煤氣變換(WGS)反應是一種由CO和H₂O反應產H₂的工業應用反應。在WGS反應中，Pt/氧化物催化劑的氧化物形態效應雖然得到了廣泛的應用，但迄今為止還沒有對其機理進行研究。

近日，中國科學技術大學黃偉新課題組在銳鈦礦型TiO₂納米晶體上負載大小相似的Pt納米顆粒，其形態主要分為暴露{001}面(TiO₂{001})，{100}面(TiO₂{100})和{101}面(TiO₂{101})，以研究在WGS反應中TiO₂形態對Pt/TiO₂催化劑催化活性的影響。

實驗結果表明，CO轉化率遵循Pt/TiO₂{100}≈Pt/TiO₂{101}>Pt/TiO₂{001}的順序，但Pt/TiO₂{100}、Pt/TiO₂{101}和Pt/TiO₂{001}催化劑的表觀活化能相似。

此外，與Pt/TiO₂{100}和Pt/TiO₂{101}催化劑相比，Pt/TiO₂{001}催化劑具有較少的表面氧空位和具有活性的Pt-O_V，TiO2界面位點，這主要是由于相比在Pt/TiO₂{001}催化劑上，氧空位在TiO₂{100}和TiO₂{101}表面比表面更穩定；

而在Pt/TiO₂{001}催化劑上，碳酸鹽和碳酸氫鹽在Pt/TiO₂界面上聚集，而在Pt/TiO₂{100}和Pt/TiO₂{101}催化劑上幾乎沒有聚集，以上均導致Pt/TiO₂{001}催化劑對WGS反應的催化活性較差。

總的來說，以上結果為進一步了解Pt/TiO₂催化劑在WGS反應中的活性-結構關系提供了理論依據。

Titania-Morphology-Dependent Pt–TiO₂ Interfacial Catalysis in Water-Gas Shift Reaction ACS Catalysis, 2022. DOI: 10.1021/acscatal.2c04046

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