氧化物催化劑與氧化物載體間存在界面限域效應

近日，中國科學院大連化學物理研究所包信和院士、研究員傅強團隊在界面限域催化研究方面取得新進展。團隊發現開放的TiO₂等氧化物載體表面能夠提供限域環境，并且驅動In₂O₃顆粒在二氧化碳加氫反應氣氛中自發單分散為高活性InO_x納米層結構。相關成果發表在《美國化學會志》上。

界面限域效應示意圖

封閉的納米空腔具有穩定亞穩態活性結構、選擇性富集反應分子等獨特性質，因此表現出顯著的納米空間限域催化效應。前期，該團隊發現在貴金屬表面也可以穩定亞穩態過渡金屬氧化物納米結構，構建的配位不飽和活性中心可以選擇性解離吸附氧氣，實現高效催化氧化反應。基于此，團隊提出開放的固體表界面可以表現出相似的限域效應，并在氧化物/金屬催化體系中提出界面限域催化效應。

本工作中，研究人員發現TiO₂等氧化物載體表面提供了一種限域環境，在二氧化碳加氫反應中驅動In₂O₃納米顆粒向TiO₂載體表面單分散形成In₂O₃納米層，并表現出增強的催化性能。此外，研究還發現相似的現象在多個In₂O₃-氧化物界面催化體系中廣泛存在，表明界面限域效應在氧化物/氧化物催化體系中具有重要作用。