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  5. The Reduction Behavior of Cubic In₂O₃ Nanoparticles by Combined Multi-In Situ Spectroscopy and DFT
 
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2021
Zweitveröffentlichung
Artikel
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The Reduction Behavior of Cubic In₂O₃ Nanoparticles by Combined Multi-In Situ Spectroscopy and DFT

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TUDa URI
tuda/12353
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-282474
DOI
10.26083/tuprints-00028247
Autor:innen
Ziemba, Marc ORCID 0000-0001-8075-2322
Schumacher, Leon ORCID 0009-0003-0253-281X
Hess, Christian ORCID 0000-0002-4738-7674
Kurzbeschreibung (Abstract)

Indium oxide (In₂O₃) has emerged as a highly active catalyst for methanol synthesis by CO₂ hydrogenation. In this work we elucidate the reduction behavior and oxygen dynamics of cubic In₂O₃ nanoparticles by in situ Raman and UV–vis spectra in combination with density functional theory (DFT) calculations. We demonstrate that application of UV and visible Raman spectroscopy enables, first, a complete description of the In₂O₃ vibrational structure fully consistent with theory and, second, the first theoretical identification of the nature of defect-related bands in reduced In₂O₃. Combining these findings with quasi in situ XPS and in situ UV–vis measurements allows the temperature-dependent structural dynamics of In₂O₃ to be unraveled. While the surface of a particle is not in equilibrium with its bulk at room temperature, oxygen exchange between the bulk and the surface occurs at elevated temperatures, leading to an oxidation of the surface and an increase in oxygen defects in the bulk. Our results demonstrate the potential of combining different in situ spectroscopic methods with DFT to elucidate the complex redox behavior of In₂O₃ nanoparticles.

Freie Schlagworte

Defects

Nanoparticles

Oxygen

Raman spectroscopy

Redox reactions

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
07 Fachbereich Chemie > Eduard-Zintl-Institut > Fachgebiet Physikalische Chemie
DDC
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
The Journal of Physical Chemistry Letters
Jahrgang der Zeitschrift
12
Heftnummer der Zeitschrift
15
ISSN
1948-7185
Verlag
American Chemical Society
Ort der Erstveröffentlichung
Washington, DC
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2021
Verlags-DOI
10.1021/acs.jpclett.1c00892
PPN
524473382

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