Abstract The redox properties of ceria make it suitable as a catalyst or support in oxidation reactions. Ceria-supported transition metal nanoparticles or isolated single atoms provide a metal-support interface that reduces the energy cost to remove interfacial oxygen atoms, providing active oxygen species that can participate in Mars van Krevelen oxidation processes. CO oxidation is a key probe reaction to test the reducibility of ceria-supported catalysts and is also practically important in the elimination of CO at relatively low temperatures in various applications. Preferential oxidation of CO (PROX) in excess H2 controls the CO concentration to ultra-low levels to prevent poisoning of hydrogen oxidation electrocatalysts. The reactivity of catalysts in CO oxidation and selectivity towards CO over H2 in PROX is dependent on the type and dispersion of metal species, the structural and chemical properties of CeO2, and the synthetic preparation methods of the catalysts. In this review, we summarize recently published works on catalytic CO oxidation and PROX reactions on ceria-supported metal nanoparticles and single atoms. We summarize the reactivity on different supported metals, and on different CeO2 surfaces with the same metal. We summarize the most likely reaction mechanisms as suggested by density functional theory calculations. The factors contributing to selectivity towards CO oxidation in PROX reactions on various supported metals are also discussed.

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二氧化铈的金属核数和理化性质对一氧化碳氧化的影响

摘要 二氧化铈的氧化还原特性使其适合作为氧化反应的催化剂或载体。二氧化铈负载的过渡金属纳米粒子或孤立的单原子提供了金属负载界面，可降低去除界面氧原子的能量成本，提供可参与 Mars van Krevelen 氧化过程的活性氧物质。CO 氧化是测试氧化铈负载催化剂还原性的关键探针反应，并且在各种应用中在相对较低的温度下消除 CO 方面也具有实际意义。在过量 H2 中优先氧化 CO (PROX) 将 CO 浓度控制在超低水平，以防止氢氧化电催化剂中毒。PROX 中催化剂在 CO 氧化中的反应性和对 CO 对 H2 的选择性取决于金属物种的类型和分散、CeO2 的结构和化学性质以及催化剂的合成制备方法。在这篇综述中，我们总结了最近发表的关于氧化铈负载的金属纳米粒子和单原子的催化 CO 氧化和 PROX 反应的工作。我们总结了在不同负载金属上的反应性，以及在不同 CeO2 表面上与相同金属的反应性。我们总结了密度泛函理论计算所建议的最可能的反应机制。还讨论了在各种负载金属上的 PROX 反应中导致 CO 氧化选择性的因素。以及催化剂的合成制备方法。在这篇综述中，我们总结了最近发表的关于氧化铈负载的金属纳米粒子和单原子的催化 CO 氧化和 PROX 反应的工作。我们总结了在不同负载金属上的反应性，以及在不同 CeO2 表面上与相同金属的反应性。我们总结了密度泛函理论计算所建议的最可能的反应机制。还讨论了在各种负载金属上的 PROX 反应中导致 CO 氧化选择性的因素。以及催化剂的合成制备方法。在这篇综述中，我们总结了最近发表的关于氧化铈负载的金属纳米粒子和单原子的催化 CO 氧化和 PROX 反应的工作。我们总结了在不同负载金属上的反应性，以及在不同 CeO2 表面上与相同金属的反应性。我们总结了密度泛函理论计算所建议的最可能的反应机制。还讨论了在各种负载金属上的 PROX 反应中导致 CO 氧化选择性的因素。我们总结了密度泛函理论计算所建议的最可能的反应机制。还讨论了在各种负载金属上的 PROX 反应中导致 CO 氧化选择性的因素。我们总结了密度泛函理论计算所建议的最可能的反应机制。还讨论了在各种负载金属上的 PROX 反应中导致 CO 氧化选择性的因素。