强强联手！清华「国家杰青」/山大「国家优青」，最新Nature子刊！

第一作者：Kai Xu，Jin-Cheng Liu

通讯作者：贾春江，李隽，Feng Ryan Wang

通讯单位：山东大学，清华大学，伦敦大学学院

贾春江，山东大学教授，无机化学研究所所长， 国家优青、山东省泰山学者，研究方向: 催化化学、材料化学。

（信息来源：https://www.chem.sdu.edu.cn/info/1229/10232.htm）

李隽，清华大学教授，博士生导师，教育部长江学者特聘教授, 国家杰出青年科学基金获得者, 美国科学促进会(AAAS)会士。长期从事理论与计算化学、重元素量子化学和计算催化化学等领域的研究工作。

（信息来源：https://www.chem.tsinghua.edu.cn/info/1095/2230.htm）

论文速览

氧空位（O_v）是存在于金属氧化物晶格中的阴离子缺陷，以CeO₂、TiO₂和ZnO为例。O_v能够改变固体的能带结构，提高半导体性能和催化行为等物理化学性质。

本文报道了一种新型的O_v，作为完美晶体表面固有的一部分。这种非缺陷O_v源自于三价稀土氧化物（RE₂O₃）在（111）晶面上的不规则六角形锯状结构。具有这种固有O_v结构、表面Ru活性位点的材料在氨分解反应中表现出优异的性能，其中在Sm₂O₃、Y₂O₃和Gd₂O₃表面负载的Ru量为~1wt%时，获得了极高的H₂生成速率，比文献中报道的值高1.5–20倍。固有O_v的发现为稀土氧化物在异质催化和表面化学中的应用提供了巨大潜力。

图文导读

图1：DFT计算模拟的稀土氧化物（111）表面结构和电静势结果。

图2：使用过的Ru/Sm₂O₃的像差校正HAADF-STEM图像和催化性能测试。

图3：催化剂的光谱特性，包括新鲜和使用过的催化剂的XPS结果，以及使用过的催化剂在130 K时的CO吸附原位红外光谱。

图4：反应机理和活性位点的电子特性的理论结果。

文献信息

标题：Catalytic properties of trivalent rare-earth oxides with intrinsic surface oxygen vacancy

期刊：Nature Communications

DOI：10.1038/s41467-024-49981-9