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增強特定產物的選擇性對于能源催化領域而言是個重要挑戰。

有鑒于此，中國科學院生態環境研究中心/贛江創新研究院余運波研究員、中國科學院生態環境研究中心徐光艷研究員、賓夕法尼亞大學Joseph S. Francisco等報道一種反應路徑優化的策略調控反應的產物選擇性，并且通過理性設計甲醇蒸汽重整催化劑作為例子。

本文要點：

（1）

使用傳統的Pd/ZnO催化劑基礎上，關鍵中間體CH₂O*在PdZn合金上分解成CO和H₂與CH₂O*中間體氧化生成CO₂之間相互競爭，因此導致產物分布選擇性降低。

（2）

為了解決Pd/ZnO催化劑的選擇性問題，對催化劑修飾Cu，調節催化反應動力學，降低H₂O分子解離生成高活性OH官能團的能壘，因此OH官能團有助于CH₂O*氧化。并且，PdCu合金上的CO脫附得到增強，因此阻礙CH₂O*分解。這種雙重功能在甲醇蒸汽重整催化反應中能夠同時改善選擇性和催化活性。

這項工作通過調節關鍵中間體物種的活化，為理性設計催化劑增強反應選擇性提供幫助。

參考文獻

Zhang, M., Liu, Z., Yan, Y. et al. Optimizing selectivity via steering dominant reaction mechanisms in steam reforming of methanol for hydrogen production. Nat Commun 16, 1943 (2025).

DOI: 10.1038/s41467-025-57274-y

https://www.nature.com/articles/s41467-025-57274-y