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  5. Identifying Active Oxygen and Copper Species in Cu/CeO₂ Catalysts Using Raman and UV–Vis Modulation Excitation Spectroscopy
 
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2024
Zweitveröffentlichung
Artikel
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Identifying Active Oxygen and Copper Species in Cu/CeO₂ Catalysts Using Raman and UV–Vis Modulation Excitation Spectroscopy

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TUDa URI
tuda/13482
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-296653
DOI
10.26083/tuprints-00029665
Autor:innen
Hoyer, Henrik ORCID 0009-0008-0460-6700
Hess, Christian ORCID 0000-0002-4738-7674
Kurzbeschreibung (Abstract)

Modulation excitation spectroscopy (MES) with so-called phase-sensitive detection (PSD) is receiving increasing attention for the identification of active species and the elucidation of reaction mechanisms in heterogeneous catalysis. We report the combination of Raman- and UV–vis-MES to be a powerful approach to gain new mechanistic insight into oxide-supported metal catalysts, as illustrated for the CO oxidation over low-loaded Cu/CeO₂ catalysts. Due to the enhanced sensitivity of the MES/PSD approach, Raman spectroscopy provides direct evidence for the active participation of surface lattice oxygen of the ceria support in the reaction mechanism. While Raman-MES enables exclusive insight into the role of the ceria support, UV–vis-MES is shown to be sensitive to the low copper loading. ME-UV–vis spectra highlight the redox activity of copper species and the electronic interactions between copper and ceria, revealing major reduction of Cu²⁺ to Cu⁺ while reduction of Ce⁴⁺ to Ce³⁺ is minor under the studied reaction conditions. Based on the mechanistic findings provided by the combined Raman/UV–vis-MES/PSD methodology, we expect this approach to be a valuable tool to gain information about active species and sites of catalysts relevant for renewable energy.

Freie Schlagworte

Reaction mechanism

active species

ceria

copper

modulation excitation...

Raman spectroscopy

UV-Vis spectroscopy

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
07 Fachbereich Chemie > Eduard-Zintl-Institut > Fachgebiet Physikalische Chemie
Forschungsprojekte und Grants
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1487: Eisen, neu gedacht!
DDC
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
The Journal of Physical Chemistry C
Jahrgang der Zeitschrift
128
Heftnummer der Zeitschrift
50
ISSN
1932-7455
Verlag
ACS Publications
Ort der Erstveröffentlichung
Washington, DC
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2024
Verlags-DOI
10.1021/acs.jpcc.4c05826
Zusätzliche Infomationen
Published as part of The Journal of Physical Chemistry C special issue “Spectroscopic Techniques for Renewable Energy”

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