Science 经典温故：Au/TiO₂催化剂在CO氧化反应中的双催化位点的光谱观测

主要观点总结

本文研究了Au/TiO₂催化剂在CO氧化反应中的双催化位点机制。通过结合实验和理论计算，发现Ti₅c位点和邻近的Au位点共同作用于O₂的活化，是反应的关键步骤。这一发现对设计更高效的Au基催化剂具有重要启示。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

CO氧化反应是表面科学中的经典研究课题，对理解催化反应的基本机制具有重要意义。Au/TiO₂催化剂由于在低温下表现出优异的CO氧化活性而备受关注。然而，关于Au/TiO₂界面处的活性位点及其具体反应机制仍存在争议。

关键观点2: 研究目标

确定Au/TiO₂催化剂中参与CO氧化反应的活性位点，并揭示其反应机制。通过实验和理论的结合，研究详细描述了在Au/TiO₂界面处发生的CO氧化过程，并提出了一个新的双位点反应模型。

关键观点3: 研究方法

本研究通过结合原位红外光谱和密度泛函理论计算，深入探讨了Au/TiO₂催化剂在CO氧化反应中的活性位点和反应路径。

关键观点4: 研究结果

首次通过光谱学技术观察到了Au/TiO₂催化剂在CO氧化反应中的双催化位点。实验结果表明，在Au/TiO₂界面处的双Ti-Au位点上形成了CO-O₂复合物，该复合物激活了O-O键的断裂，从而显著提高了CO氧化反应的活性。密度泛函理论（DFT）计算进一步验证了这种反应机制，并确定了反应的表观活化能为0.16 eV。

关键观点5: 研究成果的影响

这一发现对理解Au基催化剂的高效催化机制具有重要意义，为设计更高效的Au基催化剂提供了理论支持。此外，该研究还为其他催化剂体系的研究提供了有益的参考。

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