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Zusammenwirken elektronischer und sterischer Effekte bei der Tieftemperatur‐CO‐Oxidation an Einzelatom‐Metallzentren in defekt‐manipuliertem HKUST‐1
Author(s) -
Wang Weijia,
Sharapa Dmitry I.,
Chandresh Abhinav,
Nefedov Alexei,
Heißler Stefan,
Heinke Lars,
Studt Felix,
Wang Yuemin,
Wöll Christof
Publication year - 2020
Publication title -
angewandte chemie
Language(s) - German
Resource type - Journals
eISSN - 1521-3757
pISSN - 0044-8249
DOI - 10.1002/ange.202000385
Subject(s) - chemistry
Im Gegensatz zu einzelnen, auf Oxid‐Nanopartikeln deponierten katalytisch aktiven Metalllatomen erlaubt die kristalline Beschaffenheit metallorganischer Gerüstverbindungen (MOFs) eine genaue Charakterisierung der Reaktionsmechanismen. Ausgehend von zunächst defektfreien HKUST‐1‐MOF‐Dünnschichten zeigen wir, dass Cu + /Cu 2+ ‐Dimerdefekte, die kontrolliert durch Reduktion der reinen Cu 2+ /Cu 2+ ‐Paare des intakten Gerüsts erzeugt wurden, die hohe katalytische Aktivität für die Tieftemperatur‐CO‐Oxidation erklären. Mit Hilfe der In‐situ‐IR‐Spektroskopie und der Dichtefunktionaltheorie konnte der Reaktionsmechanismus identifiziert werden. Dabei ist das wichtigste Zwischenprodukt eine ungeladene, schwach an Cu + /Cu 2+ gebundene O 2 ‐Spezies. Unsere Ergebnisse zeigen ein komplexes Zusammenwirken elektronischer und sterischer Effekte an Defekten in MOFs und liefern wichtige Richtlinien zur Einstellung und optimalen Nutzung der katalytischen Aktivität einzelner Metallatome.