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Subsurface Stabilization of Interstitial Pt Atoms on CeO 2 (111): Rethinking Single‐Atom Catalyst Architectures

Chen, Shuang 1; Yu, Zairan ORCID iD icon 1; Wang, Junjun; Jelic, Jelena ORCID iD icon 2; Li, Wangtao 1; Studt, Felix 2,3; Wang, Yuemin ORCID iD icon 1; Wöll, Christof 1
1 Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Katalyseforschung und -technologie (IKFT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Institut für Technische Chemie und Polymerchemie (ITCP), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract (englisch):

Single-atom catalysts (SACs) offer maximal efficiency by stabilizing isolated metal atoms on oxidic supports. Platinum on cerium oxide (CeO2 ) is a key SAC system, where adsorbed CO typically exhibits red-shifted vibrational modes due to Pt back-donation. Using polarization-resolved IR spectroscopy on Pt-deposited CeO2 (111) single-crystal surfaces, we do not observe CO vibrational bands below 2140 cm− 1 at low coverages, indicating that the surface-bound Pt atoms are not present in detectable amounts. DFT calculations demonstrate that this unexpected observation is consistent with Pt atoms occupying buried interstitial sites. Such subsurface single-atom sites, not considered in previous studies, are thermodynamically favored at low coverages, adopt an unusual oxidation state, and are inaccessible to direct CO binding. Our findings challenge the prevailing assumption that single atoms remain surface-bound and highlight the critical role of subsurface interstitial species, prompting a rethinking of how active sites in single-atom catalysts are stabilized on reducible oxides.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000192673
Veröffentlicht am 28.04.2026
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG)
Institut für Katalyseforschung und -technologie (IKFT)
Institut für Technische Chemie und Polymerchemie (ITCP)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2026
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 1433-7851, 1521-3773
KITopen-ID: 1000192673
Erschienen in Angewandte Chemie International Edition
Verlag John Wiley and Sons
Vorab online veröffentlicht am 20.04.2026
Nachgewiesen in Scopus
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