甲醇(CH₃OH)是化学工业的基石，由合成气(CO/H₂/CO₂)在三元Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂上生产。准确识别Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂上的活性位点对于调整甲醇合成催化剂的最佳结构至关重要。ZnO上的电离氧空位、Cu-ZnO界面、金属Zn原子、有缺陷的Cu表面具有Zn原子或表面Zn-Cu合金被假定为反应的活性相。然而，二元Cu/ZnO团簇的结构已被广泛认为取决于它们的接触环境。

近日，天津大学巩金龙教授，郑州大学Yi-Fan Han描述了工业Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂的瞬时气体诱导动态转变。

文章要点

1）响应于反应物组分的变化，Cu/ZnO团簇变得“活跃”并导致反应速率提高近一个数量级。

2）促进变化是CO₂与CO或H₂O与H₂比率的函数，它决定了氧化学势，从而驱动Cu/ZnO团簇进行重建，并允许最大程度地形成用于CH₃OH合成的Cu-Zn²⁺位点。

参考文献

Weifeng Tu, et al, Gas-Dependent Active Sites on Cu/ZnO Clusters for CH₃OH Synthesis, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.2c13784

https://doi.org/10.1021/jacs.2c13784