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研究概述

二氧化铈（CeO₂）是一种广泛使用的氧化物催化剂，但其活性位点的性质仍然难以捉摸。

基于此，2024年11月7日，上海科技大学杨帆副教授在国际期刊Nature Communications发表题为《Dynamic control and quantification of active sites on ceria for CO activation and hydrogenation》的研究论文。

在此，研究人员结合模型和粉末催化剂研究，阐明了在CeO₂催化CO活化和加氢过程中的结构-活性关系。

研究人员在平面CeO₂(111)上合成了定义良好的CeO₂团簇，并展现出动态可调的铈配位数范围，这增强了它们与CO的相互作用。

研究发现，还原态的团簇（如Ce₃O₃）可以强烈结合CO并促进其解离，而近化学计量的团簇（如Ce₃O₇）对CO吸附较弱，通过碳酸盐的形成促进氧化。

与平面CeO₂表面不同，负载的CeO₂团簇展现出与粉末CeO₂催化剂相似的动态特性和增强的催化活性。

模型研究的见解提供了一种量化粉末CeO₂上活性位点的方法，并指导进一步优化CeO₂催化剂以用于合成气转化。

这项工作标志着模型导向催化剂设计的飞跃，并强调了位点特异性催化的重要性。

图文解读

图1：平面CeO₂(111)的原子结构和定义良好的CeO₂团簇

图2：CO与CeO₂(111)表面和CeO₂(111)上CeO₂团簇的相互作用和反应

图3：模型和粉末CeO₂催化剂的反应动力学、表面价态和化学性质的比较

文献信息

Shao, W., Zhang, Y., Zhou, Z. et al. Dynamic control and quantification of active sites on ceria for CO activation and hydrogenation. Nat. Commun. 15, 9620 (2024).

原创文章，作者：zhan1，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2024/11/09/c4d9521bf2/

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