揭示Ni基催化剂的催化位点的结构与CO₂甲烷化反应机理之间的关系具有非常大的挑战。

有鉴于此，昆明理工大学宁平、张秋林等报道分别在Ni/CeO₂-纳米棒、Ni/CeO₂-纳米立方、Ni/CeO₂-纳米八面体催化剂精确控制形成不同的受阻Lewis酸碱对（FLP）催化位点，并讨论催化位点结构与CO₂转化反应性能之间的关系。

本文要点：

（1）

考察催化性能发现，Ni/CeO₂-纳米棒催化剂更容易形成FLP结构，这是因为Ni/CeO₂-纳米棒具有CeO­­₂ (110)晶面，而且氧空穴（O_V）与羟基（OH）之间存在较大的立体位阻。与含有较少FLP催化位点的Ni基催化剂对比，Ni/CeO₂-纳米棒催化剂实现了更好的反应活性，在较低的反应温度（225 ℃），实现了显著提高的CO₂转化率（84.2 %），CH₄产率达到147.1 mmol g_cat^-1 h^-1，反应的CH₄选择性更高（97.8 %）。

（2）

表征。通过系统性的非原位/原位表面分析结果，发现优异的低温催化活性与FLP催化位点有关，FLP催化位点能够与O_V和OH配合，有效的活化和转化CO₂。通过原位Raman、DRIFT表征、DFT计算，进一步发现共同促进CO*和甲酸盐路径作用是导致催化剂具有低温（≤225 ℃）甲烷化反应性能的原因。这种通过FLP催化位点进行CO₂活化的方法为设计CO₂加氢催化剂提供帮助。

参考文献

Yu Xie, Jianjun Chen, Xi Wu, Junjie Wen, Ru Zhao, Zonglin Li, Guocai Tian, Qiulin Zhang*, Ping Ning*, and Jiming Hao, Frustrated Lewis Pairs Boosting Low-Temperature CO₂ Methanation Performance over Ni/CeO₂ Nanocatalysts,

DOI: 10.1021/acscatal.2c02535

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.2c02535