碳?xì)浠衔锖痛碱愔卣?PROX)是制氫的領(lǐng)先技術(shù)。由于催化劑存在著中毒問題，大量CO的熱電聯(lián)產(chǎn)阻礙了重整產(chǎn)品輸送到聚合物電解質(zhì)膜燃料電池(PEMFC)、加氫和氨合成工廠。而在不同情況下，錳氧化物的PROX行為仍然未知。

因此，梅西納大學(xué)Francesco Arena和巴勒莫大學(xué)Francesco Ferrante等通過對(duì)模型Mn₄O₈簇上CO、H₂和O₂的吸附和活化能的密度泛函理論(DFT)分析對(duì)Mn(IV)位點(diǎn)的氧化功能進(jìn)行評(píng)估。

DFT計(jì)算表明，Mn(IV)原子通過涉及催化劑和氣相氧物種的反應(yīng)路徑促使CO容易轉(zhuǎn)化為CO₂，而更大的能量勢(shì)壘阻礙了H₂氧化。因此，具有大量Mn(IV)位點(diǎn)暴露的MnCeO_x催化劑在T≥293K表現(xiàn)出顯著的CO氧化性能且T≤393K時(shí)無H₂氧化活性。

經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)表明，不同的活化能有利于催化劑(353-423K)的優(yōu)先氧化(PROX)模式，催化劑-氧氣遷移步驟決定了CO和H₂的氧化速率。

該催化劑100%的轉(zhuǎn)化選擇性、72小時(shí)反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的高穩(wěn)定性以及水和CO₂進(jìn)料的適度抑制作用揭示了MnO₂材料作為高效和低成本的PROX催化劑的潛力。

DFT and Kinetic Evidences of the Preferential CO Oxidation Pattern of Manganese Dioxide Catalysts in Hydrogen Stream (PROX). Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI:10.1016/j.apcatb.2021.120715