Cu催化剂是重要的甲醇蒸汽重整催化材料，但是人们对于Cu催化剂的活性中心位点和催化反应机理并不清楚。

有鉴于此，浙江大学肖丰收、北京化工大学卫敏、张建、杨宇森等制备含有无定性Al₂O₃稳定Cu₂O和Cu纳米粒子的Cu/Cu(Al)Ox催化剂，该催化剂能够形成Cu⁰-Cu⁺位点。研究发现这种Cu⁰-Cu⁺催化位点有助于甲醇蒸汽重整催化反应中切断C-H化学键。

主要内容：

（1）

优化的催化剂在240 ℃进行甲醇蒸汽重整催化，制氢性能达到110.8 μmol s^-1 g_cat^-1，催化稳定时间达到300 h。通过反应动力学研究，给出CH₃OH反应速率和催化剂表面Cu⁰与Cu⁺浓度之间的关系。

（2）

通过原位光谱表征和理论计算，得到催化剂的本征催化活性位点。发现吸附在Cu⁰-Cu⁺位点的含氧中间体物种（CH₃O*和HCOO*）具有比较适中的吸附强度，而且促进催化剂和表面物种之间的电荷转移，因此显著缓解CH₃O*和HCOO*中间体物种切断C-H化学键的能垒。

参考文献

Hao Meng, Yusen Yang, Tianyao Shen, Zhiming Yin, Lei Wang, Wei Liu, Pan Yin, Zhen Ren, Lirong Zheng, Jian Zhang, Feng-Shou Xiao & Min Wei, Designing Cu⁰−Cu⁺ dual sites for improved C−H bond fracture towards methanol steam reforming. Nat Commun 14, 7980 (2023)

DOI: 10.1038/s41467-023-43679-0

https://www.nature.com/articles/s41467-023-43679-0