四氟甲烷（CF₄）是最简单的全氟碳化合物，由于其强大的红外辐射吸附能力，导致其是一种永久有效的温室气体。高度对称和稳定的C–F键结构使其活化成为一个巨大的挑战。近日，中南大学Liu Min利用质子化硫酸盐（-HSO₄）修饰的Al₂O₃@ZrO₂(S-Al₂O₃@ZrO₂)催化剂有效活化C–F键，导致高效地CF₄分解。

本文要点：

1) 通过结合原位红外光谱测试和密度函数理论模拟，作者证明了引入的–HSO₄质子供体比羟基（–OH）质子供体对C–F键具有更强的相互作用，可以有效地拉伸C–F键并对其进行活化。

2) 因此，S-Al₂O₃@ZrO₂催化剂在580°C的低温下实现了100%的CF₄分解，周转频率比未经-HSO₄改性的Al₂O₃@ZrO₂催化剂高8.3倍。该工作为在低温下实现有效的C–F键活化以分解CF₄铺平了道路。

参考文献：

Yingkang Chen et.al Promoting C–F bond activation via proton donor for CF₄ decomposition PNAS 2023

DOI: 10.1073/pnas.2312480120

https://doi.org/10.1073/pnas.2312480120