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Accès ouvert déclaré 2026 article

Adsorption and reaction of SO 2 , H 2 S, and N 2 O on graphene/silicon(111): Successful quest for a metal-free catalyst—Theory and experiment

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Résumé fourni par la source

Graphene supported on Si(111) (short Gr/Si) is one of the very few examples of a metal-free carbon catalyst that catalyzes gas–surface reactions. Kinetics measurements indicate dissociation of SO 2 and H 2 S but molecular adsorption of N 2 O. In addition, spectroscopy revealed adsorbed sulfur after SO 2 and H 2 S adsorption. Experiments were conducted at ultrahigh vacuum conditions, using kinetics techniques [i.e., thermal desorption spectroscopy (TDS)], spectroscopy [Auger electron spectroscopy (AES), Raman, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)], and imaging techniques [scanning tunneling microscopy (STM), low-energy electron diffraction]. Deviations of the gas-phase fragmentation pattern and multimass TDS pattern were observed. AES revealed adsorbed sulfur after SO 2 and H 2 S adsorption. Thus, SO 2 and H 2 S decompose, which contrasts with N 2 O, where only the molecular pathway was present. Density functional theory (DFT) confirms experimental observations. Whereas pristine Gr/Si is nonreactive, DFT modeled grain boundary defects (GBD) (as seen by STM) are the active sites for the decomposition. GBD consist of interfacial defects and surface defects (as seen by XPS). Because carbon and silicon are inexhaustible, Gr-based metal-free catalysts would be a paradigm change. Moreover, breaking H 2 S down into H 2 would allow for recycling that waste gas and synthesizing green hydrogen.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Contrôle bibliographique ouvert

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Titre Crossref
Adsorption and reaction of SO <sub>2</sub> , H <sub>2</sub> S, and N <sub>2</sub> O on graphene/silicon(111): Successful quest for a metal-free catalyst—Theory and experiment
Date Crossref
03/03/2026
Éditeur
National Academy of Sciences
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude et ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

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Sujets associés

Graphene research and applications2D Materials and ApplicationsAdvanced Chemical Physics Studies

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