包信和院士JACS：惰性氧化物与金属之间惰性但是与氧化物强相互作用

纳米技术

2025-04-10

金属或氧化物纳米结构负载型催化剂在许多工业反应中发挥着重要作用，金属或氧化物覆盖层与其载体之间的相互作用会对催化性能产生重大影响。

有鉴于此，中国科学院大连化物所包信和院士、傅强研究员等报道表明，在含H₂和含O₂的气氛中，尺寸较小的Pt能很好地稳定在CeO₂上，但是在SiO₂上烧结，这表明CeO₂在Pt与载体的相互作用过程中是活跃的，而SiO₂是惰性的。另一方面，负载在SiO₂上的钴氧化物（CoO_x）在空气中以及在二氧化碳加氢制一氧化碳的过程中都能保持低价态的Co²⁺，这表明CoO_x与SiO₂之间存在很强的相互作用。然而，CoO_x覆盖层与CeO₂之间的相互作用较弱，在CO₂加氢制CH₄的反应过程中容易被还原为金属Co。

本文要点：

（1）

因此，SiO₂在CoO_x与载体的相互作用中是活跃的，而CeO₂则是惰性的，这与Pt/氧化物体系中的普遍现象相反。

对负载在各种氧化物上的Pt和CoO_x纳米催化剂的稳定性进行的系统研究，结果表明氧化物载体的还原性能够描述催化剂与载体之间的相互作用。

（2）

具有高还原性或者金属-氧的化学键的强度低的氧化物载体与Pt和其他金属有很强的相互作用，表现出较高的金属亲和性；具有低还原性或金属-氧键强度高的氧化物载体与CoO_x和其他氧化物有很强的相互作用，具有较高的氧化物亲和性。

参考文献

Cui Dong, Rongtan Li, Zhenping Qu, Yamei Fan, Jianyang Wang, Xiangze Du, Chengxiang Liu, Xiaohui Feng, Yanxiao Ning, Rentao Mu, Qiang Fu*, and Xinhe Bao*, Oxide Support Inert in Its Interaction with Metal but Active in Its Interaction with Oxide and Vice Versa, J. Am. Chem. Soc. 2025

DOI: 10.1021/jacs.4c17075

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c17075