Pt-Pd bimetallic nanoparticles were synthesized on TiO2 support on the planar substrate as well as on high surface area SiO2 gel by atomic layer deposition to identify the catalytic performance improvement after the formation of Pt-Pd bimetallic nanoparticles by surface analysis techniques. From X-ray absorption near edge spectra of Pt-Pd bimetallic nanoparticles, d-orbital hybridization between Pt 5d and Pd 4d was observed, which is responsible for charge transfer from Pt to Pd. Moreover, it was found from the in situ grazing incidence X-ray absorption spectroscopy study that Pt-Pd nanoparticles have a Pd shell/Pt core structure with CO adsorption. Resonant photoemission spectroscopy on Pt-Pd bimetallic nanoparticles showed that Pd resonant intensity is enhanced compared to that of Pd monometallic nanoparticles because of d-orbital hybridization and electronic states broadening of Pt and Pd compared monometallic catalysts, which results in catalytic performance improvement.

1.
Y.-G.
Guo
,
J.-S.
Hu
, and
L.-J.
Wan
,
Adv. Mater.
20
(
15
),
2878
2887
(
2008
).
2.
S.
Damyanova
and
J. M. C.
Bueno
,
Appl. Catal., A
253
(
1
),
135
150
(
2003
).
3.
J.
Lu
,
K.-B.
Low
,
Y.
Lei
,
J. A.
Libera
,
A.
Nicholls
,
P. C.
Stair
, and
J. W.
Elam
,
Nat. Commun.
5
,
3264
(
2014
).
4.
W.
Yu
,
M. D.
Porosoff
, and
J. G.
Chen
,
Chem. Rev.
112
,
5780
5817
(
2012
).
5.
E. C.
Wegener
,
Z.
Wu
,
H.-T.
Tseng
,
J. R.
Gallagher
,
Y.
Ren
,
R. E.
Diaz
,
F. H.
Ribeiro
, and
J. T.
Miller
,
Catal. Today
299
,
146
153
(
2018
).
6.
X. F.
Wang
,
H. Y.
Zhao
,
T. P.
Wu
,
Y. Z.
Liu
, and
X. H.
Liang
,
Catal. Lett.
146
(
12
),
2606
2613
(
2016
).
7.
J.
Wu
,
Z.
Peng
, and
A. T.
Bell
,
J. Catal.
311
,
161
168
(
2014
).
8.
P. J.
Dietrich
,
M. C.
Akatay
,
F. G.
Sollberger
,
E. A.
Stach
,
J. T.
Miller
,
W. N.
Delgass
, and
F. H.
Ribeiro
,
ACS Catal.
4
,
480
491
(
2014
).
9.
E. P.
Maris
,
W. C.
Ketchie
,
M.
Murayama
, and
R. J.
Davis
,
J. Catal.
251
,
281
294
(
2007
).
10.
C.
Hammond
,
R. L.
Jenkins
,
N.
Dimitratos
,
J. A.
Lopez-Sanchez
,
M. H.
ab Rahim
,
M. M.
Forde
,
A.
Thetford
,
D. M.
Murphy
,
H.
Hagen
,
E. E.
Stangland
,
J. M.
Moulijn
,
S. H.
Taylor
,
D. J.
Willock
, and
G. J.
Hutchings
,
Chem. - Eur. J.
18
(
49
),
15735
15745
(
2012
).
11.
J. R.
Kitchin
,
J. K.
Nørskov
,
M. A.
Barteau
, and
J. G.
Chen
,
Phys. Rev. Lett.
93
(
15
),
156801
(
2004
).
12.
J.
Lu
,
J. W.
Elam
, and
P. C.
Stair
,
Acc. Chem. Res.
46
(
8
),
1806
1815
(
2013
).
13.
S. T.
Christensen
,
H.
Feng
,
J. L.
Libera
,
N.
Guo
,
J. T.
Miller
,
P. C.
Stair
, and
J. W.
Elam
,
Nano Lett.
10
(
8
),
3047
3051
(
2010
).
14.
M.
Chen
,
D.
Kumar
,
C.-W.
Yi
, and
D. W.
Goodman
,
Science
310
(
5746
),
291
(
2005
).
15.
C. A.
Rodriguez-Proenza
,
J. P.
Palomares-Baez
,
M. A.
Chavez-Rojo
,
A. F.
Garcia-Ruiz
,
C. L.
Azanza-Ricardo
,
A.
Santovena-Uribe
,
G.
Luna-Barcenas
,
J. L.
Rodriguez-Lopez
, and
R.
Esparza
,
Materials
11
(
10
),
1882
(
2018
).
16.
R.
Mendoza-Pérez
and
G.
Guisbiers
,
Nanotechnology
30
,
305702
(
2019
).
17.
R. M.
Navarro
,
B.
Pawelec
,
J. M.
Trejo
,
R.
Mariscal
, and
J. L. G.
Fierro
,
J. Catal.
189
(
1
),
184
194
(
2000
).
18.
A.
Gutiérrez
,
J. M.
Arandes
,
P.
Castaño
,
M.
Olazar
,
A.
Barona
, and
J.
Bilbao
,
Fuel Process. Technol.
95
,
8
15
(
2012
).
19.
M.
Skoglundh
,
L. O.
Löwendahl
, and
J. E.
Otterated
,
Appl. Catal.
77
(
1
),
9
20
(
1991
).
20.
H.
Kobayashi
,
M.
Yamauchi
,
H.
Kitagawa
,
Y.
Kubota
,
K.
Kato
, and
M.
Takata
,
J. Am. Chem. Soc.
132
(
16
),
5576
5577
(
2010
).
21.
Z.
Peng
and
H.
Yang
,
J. Am. Chem. Soc.
131
(
22
),
7542
7543
(
2009
).
22.
D. G.
Castner
,
B. A.
Sexton
, and
G. A.
Somorjai
,
Surf. Sci.
71
(
3
),
519
540
(
1978
).
23.
R.
Imbihl
and
G.
Ertl
,
Chem. Rev.
95
(
3
),
697
733
(
1995
).
24.
C. T.
Campbell
,
Surf. Sci. Rep.
27
(
1
),
1
111
(
1997
).
25.
C. R.
Henry
,
Surf. Sci. Rep.
31
(
7
),
231
325
(
1998
).
26.
M.
Bäumer
and
H. J.
Freund
,
Prog. Surf. Sci.
61
(
7-8
),
127
198
(
1999
).
27.
D. W.
Goodman
,
Chem. Rev.
95
(
3
),
523
536
(
1995
).
28.
U.
Diebold
,
Surf. Sci. Rep.
48
,
53
229
(
2003
).
29.
B. J.
O’Neill
,
D. H. K.
Jackson
,
J.
Lee
,
C.
Canlas
,
P. C.
Stair
,
C. L.
Marshall
,
J. W.
Elam
,
T. F.
Kuech
,
J. A.
Dumesic
, and
G. W.
Huber
,
ACS Catal.
5
(
3
),
1804
1825
(
2015
).
30.
T. D.
Gould
,
A. M.
Lubers
,
A. R.
Corpuz
,
A. W.
Weimer
,
J. L.
Falconer
, and
J. W.
Medlin
,
ACS Catal.
5
(
2
),
1344
1352
(
2015
).
31.
A. C.
Kozen
,
C.-F.
Lin
,
A. J.
Pearse
,
M. A.
Schroeder
,
X.
Han
,
L.
Hu
,
S.-B.
Lee
,
G. W.
Rubloff
, and
M.
Noked
,
ACS Nano
9
(
6
),
5884
5892
(
2015
).
32.
S. M.
George
,
Chem. Rev.
110
(
1
),
111
131
(
2010
).
33.
B. S.
Lim
,
A.
Rahtu
, and
R. G.
Gordon
,
Nat. Mater.
2
(
11
),
749
754
(
2003
).
34.
Z.
Lu
,
B.
Liu
,
B.
Zhang
,
Z.
Gan
,
S.
Tang
,
L.
Ma
,
T.
Wu
,
G. J.
Nelson
,
Y.
Qin
,
C. H.
Turner
, and
Y.
Lei
,
J. Catal.
377
,
419
728
(
2019
).
35.
T. M.
Onn
,
S. Y.
Zhang
,
L.
Arroyo-Ramirez
,
Y. C.
Chung
,
G. W.
Graham
,
X. Q.
Pan
and
R. J.
Gorte
,
ACS Catal.
5
(
10
),
5696
5701
(
2015
).
36.
X. R.
Jiang
,
H.
Huang
,
F. B.
Prinz
, and
S. F.
Bent
,
Chem. Mater.
20
(
12
),
3897
3905
(
2008
).
37.
B.
Zhang
and
Y.
Qin
,
ACS Catal.
8
(
11
),
10064
10081
(
2018
).
38.
Y.
Lei
,
S.
Lee
,
K.-B.
Low
,
C. L.
Marshall
, and
J. W.
Elam
,
ACS Catal.
6
(
6
),
3457
3460
(
2016
).
39.
F.
Zaera
,
J. Phys. Chem. Lett.
3
(
10
),
1301
1309
(
2012
).
40.
Y.
Lei
,
B.
Liu
,
J. L.
Lu
,
X.
Lin
,
L.
Gao
,
N.
Guisinger
,
J. P.
Greeley
, and
J. W.
Elam
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
17
,
6470
6477
(
2015
).
41.
Y.
Lei
,
F.
Mehmood
,
S.
Lee
,
J.
Greeley
,
B.
Lee
,
S.
Seifert
,
R. E.
Winans
,
J. W.
Elam
,
R. J.
Meyer
,
P. C.
Redfern
,
D.
Teschner
,
R.
Schlogl
,
M. J.
Pellin
,
L. A.
Curtiss
, and
S.
Vajda
,
Science
328
(
5975
),
224
228
(
2010
).
42.
J.
Lu
,
B.
Fu
,
M. C.
Kung
,
G.
Xiao
,
J. W.
Elam
,
H. H.
Kung
, and
P. C.
Stair
,
Science
335
(
6073
),
1205
(
2012
).
43.
A.
Santasalo-Aarnio
,
E.
Sairanen
,
R. M.
Arán-Ais
,
M. C.
Figueiredo
,
J.
Hua
,
J. M.
Feliu
,
J.
Lehtonen
,
R.
Karinen
, and
T.
Kallio
,
J. Catal.
309
,
38
48
(
2014
).
44.
M. J.
Weber
,
A. J. M.
Mackus
,
M. A.
Verheijen
,
C.
van der Marel
, and
W. M. M.
Kessels
,
Chem. Mater.
24
(
15
),
2973
2977
(
2012
).
45.
Y.
Lei
,
B.
Liu
,
J.
Lu
,
R. J.
Lobo-Lapidus
,
T.
Wu
,
H.
Feng
,
X.
Xia
,
A. U.
Mane
,
J. A.
Libera
,
J. P.
Greeley
,
J. T.
Miller
, and
J. W.
Elam
,
Chem. Mater.
24
(
18
),
3525
3533
(
2012
).
46.
Z.
Lu
,
O.
Kizilkaya
,
A. J.
Kropf
,
M.
Piernavieja-Hermida
,
J. T.
Miller
,
R. L.
Kurtz
,
J. W.
Elam
, and
Y.
Lei
,
Catal. Sci. Technol.
6
(
18
),
6845
6852
(
2016
).
47.
H.-B.-R.
Lee
and
S. F.
Bent
,
Chem. Mater.
24
(
2
),
279
286
(
2012
).
48.
J.
Lu
and
P. C.
Stair
,
Langmuir
26
(
21
),
16486
16495
(
2010
).
49.
D.
Friebel
,
D. J.
Miller
,
C. P.
O’Grady
,
T.
Anniyev
,
J.
Bargar
,
U.
Bergmann
,
H.
Ogasawara
,
K. T.
Wikfeldt
,
L. G. M.
Pettersson
, and
A.
Nilsson
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
13
(
1
),
262
266
(
2011
).
50.
S.
Chakraborty
,
S. C.
Nayak
, and
D.
Goutam
,
Catal. Today
254
(
1
),
62
71
(
2015
).
51.
Y.
Yu
,
B.
Fonfé
,
A.
Jentys
,
G. L.
Haller
,
J. A. R.
van Veen
,
O. Y.
Gutiérrez
, and
J. A.
Lercher
,
J. Catal.
292
,
1
12
(
2012
).
52.
S. J.
Cho
and
S. K.
Kang
,
Catal. Today
93-95
,
561
566
(
2004
).
53.
J.
Li
,
C.-H.
Liu
,
M. N.
Banis
,
D.
Vaccarello
,
Z.-F.
Ding
,
S.-D.
Wang
, and
T.-K.
Sham
,
J. Phys. Chem. C
121
(
44
),
24861
24870
(
2017
).
54.
J.
Li
,
T.-K.
Sham
,
Y.
Ye
,
J.
Zhu
, and
J.
Guo
,
J. Phys. Chem. C
119
(
4
),
2222
2230
(
2015
).
55.
F.
Bernardi
,
A.
Traverse
,
L.
Olivi
,
M. C. M.
Alves
, and
J.
Morais
,
J. Phys. Chem. C
115
(
25
),
12243
12249
(
2011
).
56.
K. K.
Bando
,
T.
Kawai
,
K.
Asakura
,
T.
Matsui
,
L.
Le Bihan
,
H.
Yasuda
,
Y.
Yoshimura
, and
S. T.
Oyama
,
Catal. Today
111
(
3
),
199
204
(
2006
).
57.
Y.
Lei
,
J.
Jelic
,
L. C.
Nitsche
,
R.
Meyer
, and
J.
Miller
,
Top. Catal.
54
(
5
),
334
348
(
2011
).
58.
P. O.
Nilsson
,
C. G.
Larsson
, and
W.
Eberhardt
,
Phys. Rev. B
24
(
4
),
1739
1743
(
1981
).
You do not currently have access to this content.