缺陷工程能夠?qū)饘傺趸锎呋瘎┊a(chǎn)生關(guān)鍵性的影響，但是如何控制配位不飽和金屬位點(diǎn)仍然具有非常大的挑戰(zhàn)，這是因?yàn)榕湮徊伙柡臀稽c(diǎn)通常在反應(yīng)條件下不穩(wěn)定。
有鑒于此，上海科技大學(xué)劉志教授、楊帆副教授、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)李微雪教授等報(bào)道在超過重結(jié)晶的溫度下，通過高通量Ar+離子輻射策略，在ZnO(10-10)表面產(chǎn)生配位不飽和Zn位點(diǎn)（CUZ，coordinatively unsaturated Zn），在CO加氫催化反應(yīng)過程，展示了更高的穩(wěn)定性和催化活性。
本文要點(diǎn)：
（1）
通過低溫掃描探針顯微鏡，常壓XPS，表面配體紅外光譜，結(jié)合DFT理論計(jì)算，鑒定<1-210>臺階位點(diǎn)暴露的CUZ位點(diǎn)是主要的活性位點(diǎn)。這種位點(diǎn)有助于氫氣輔助CO解離，這種機(jī)理與化學(xué)計(jì)量比ZnO的甲酸介導(dǎo)反應(yīng)路徑不同。
離子輻照策略能夠解決Zn物種不穩(wěn)定的問題（ZnO催化劑主要面臨的問題），因此ZnO與分子篩結(jié)合用于合成氣轉(zhuǎn)化，表現(xiàn)穩(wěn)定的催化活性。
（2）
原子尺度的研究提供的光譜表征結(jié)果表明ZnO催化劑的活性位點(diǎn)，有助于理解ZnO在CO加氫催化反應(yīng)的結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系。這項(xiàng)研究為制備具有熱穩(wěn)定性的缺陷位點(diǎn)，開發(fā)比傳統(tǒng)催化劑制備方法更先進(jìn)的理性設(shè)計(jì)的催化劑提供幫助。
參考文獻(xiàn)
Wei-Peng Shao, Yunjian Ling, Hongru Peng, Jie Luo, Yunjun Cao, Yihua Ran, Jun Cai, Jiayu Lv, Bowen Zhu, Yun Liu, Yuxiang Chen, Na Li, Feng Jiao, Huiqi Chen, Yifeng Zhu, Xin Ou, Yuemin Wang, Christof W?ll, Qiang Fu, Xiulian Pan, Peijun Hu, Wei-Xue Li*, Zhi Liu*, Xinhe Bao, and Fan Yang*, Ion Irradiation-Induced Coordinatively Unsaturated Zn Sites for Enhanced CO Hydrogenation, J. Am. Chem. Soc. 2025
DOI: 10.1021/jacs.4c13234
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c13234
