Pt-doped antimony-tin oxide (Pt/ATO) was synthesized by conventional incipient wetness impregnation. To compare the catalytic properties depending on the different catalytic surface structures, Pt-deposited tin oxide (Pt/TO) and silica (Pt/$SiO_2$) were also prepared. HAADF-STEM images showed a specific surface structure of 0.1 wt% Pt catalysts; especially, single Pt atoms were confirmed for Pt/ATO. DRIFTS for the CO chemisorption and XPS analysis revealed that the Pt elements of Pt/ATO are atomically doped inside the ATO surface. CO oxidation test showed that the Pt/ATO clearly exhibited the highest activity among the 0.1 wt% Pt catalysts by achieving a 50% CO conversion at about 230$\circ$C, which is reduced by about 40$^\circ C$ compared with the ATO. The CO-TPR and $O_2$-TPD results revealed that the surface lattice oxygen on the Pt/ATO is the most active, which means that doping Pt atoms into the ATO surface leads to a better surface lattice oxygen activity of the ATO, resulting in the promotion of the catalytic performance. This work is expected to provide a useful strategy for promoting the catalytic activity of metal oxide catalysts, which can be applied to various catalytic oxidations.
함침법을 사용하여 Pt가 도핑된 안티몬-주석 산화물 (Pt/ATO) 촉매를 합성하였으며, 서로 다른 촉매 표면 구조에 따른 촉매적 특성을 비교하기 위해 Pt가 담지된 주석 산화물 (Pt/TO)과 실리카 (Pt/Si$O_2$)도 합성하였다. HAADF-STEM 그림을 통해 0.1 wt% Pt 촉매들의 특정한 표면 구조를 확인하였고, 특히 Pt/ATO에서 단일 Pt 원자가 확인되었다. CO 화학 흡착에 대한 DRIFTS 및 XPS 분석 결과를 통해 Pt/ATO에서 Pt 원자가 ATO 표면 내부에 도핑되어 있음을 확인하였다. CO 산화 반응에서 Pt/ATO가 약 230$\circ$C에서 50% CO 전환을 달성하여 0.1 wt% Pt 촉매 중에서 가장 높은 활성을 나타내었으며, 이는 ATO에 비해 약 40$^\circ C$ 감소된 온도이다. CO-TPR 및 $O_2$-TPD 결과를 통해 Pt/ATO 상의 표면 격자 산소가 가장 활성이 있음을 확인하였으며, 이를 통해 ATO 표면에 Pt 원자를 도핑하는 것이 ATO의 표면 격자 산소 활성을 보다 향상시켜 촉매 성능 향상을 유도하는 것을 확인하였다. 이 연구는 다양한 촉매 산화에 적용될 수 있는 금속 산화물 촉매의 촉매 활성을 촉진시키는 유용한 전략을 제공할 것으로 기대된다.
