活化O₂分子在氧化反应中是关键步骤。

有鉴于此，华中师范大学郭彦炳等报道通过石墨炔中的sp杂化C≡C三重键作为供电子体，发展了一种高催化活性的稳定催化剂用于活化O₂分子。发现亚纳米簇CuO/石墨炔基底中的Cu原子与通过桥吸附形式吸附的sp杂化C原子通过相邻，是关键的活化O₂分子位点。

本文要点：

（1）

合成的亚纳米簇CuO/石墨炔催化剂在133 ℃展示了最好的CO氧化反应性能，实现了50 %的CO转化率，比CuO/石墨烯催化剂、CuO/活性炭催化剂的最好催化温度分别低34 ℃、94 ℃。

（2）

通过原位DRIFT表征和DFT模拟计算，验证CuO簇相邻的sp杂化碳原子比sp²杂化的碳原子更有助于促进碳酸盐的快速分解，这种分解过程不必克服能垒；CO气体分子能够直接与O₂分子反应，以0.2 eV的低能垒通过E-R机理进行氧化反应。

本文展示了石墨炔的sp杂化碳能够在催化反应中实现更低的活化能，改善催化活化O₂的能力，有助于发展低温氧化反应方法。

参考文献

Chuanqi Pan, Chenyang Wang, Xinya Zhao, Peiyan Xu, Feihong Mao, Ji Yang, Yuhua Zhu, Ruohan Yu, Shiyi Xiao, Yarong Fang, Hongtao Deng, Zhu Luo, Jinsong Wu, Junbo Li, Shoujie Liu, Shengqiang Xiao, Lizhi Zhang, and Yanbing Guo*, Neighboring sp-Hybridized Carbon Participated Molecular Oxygen Activation on the Interface of Sub-nanocluster CuO/Graphdiyne, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.1c12772

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c12772