目前人们发现金属-载体之间的反应相互作用RMSI（Reactive metal–support interaction）能够调节金属催化剂的催化活性，但是通常热化学还原反应产生RMSI结构时伴随着金属封装现象，这种现象阻碍了人们对于RMSI效应的研究。

有鉴于此，华中科技大学李菁教授、中国科学院大连化物所汪国雄研究员、南方科技大学王阳刚教授设计轨道耦合的Pt-碳化物催化剂的方法，构筑L1₂-Pt_xM-MC_y金属间催化剂，其中M= Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W。研究发现由于M-C-Pt之间轨道耦合效应，能够显著增强电催化甲醇氧化性能。

本文要点

(1)

DFT理论计算结果显示d(M)-2p(C)-5d(Pt)轨道之间的耦合逐步在M和C的共价键和Pt纳米粒子之间电子转移，这种电子转移有助于形成C空穴（C_v），而且导致M金属的位置发生移动。

(2)

作者发现C_v的形成能与RMSI的启动温度之间存在非常好的关联，这个结果说明非金属缺陷位点对于产生RMSI效应非常重要。在制备的L1₂-Pt₃Ti-TiC催化剂得到优异的酸性甲醇氧化催化活性，构筑甲醇氧化燃料电池，质量活性达到2.36 A mg_Pt^-1，峰值功率密度达到187.9 mW mg_Pt^-1，其性能达到相关报道最好的结果之一。DFT理论计算结果说明因为吸附位点从Pt转变到Ti，因此L1₂-Pt₃Ti-TiC催化剂相比于Pt-TiC更有助于弱化*CO吸附，这种效应增强甲醇氧化催化活性。

参考文献

Shenzhou Li, Gang Wang, Houfu Lv, Zijie Lin, Jiashun Liang, Xuan Liu, Yang-Gang Wang*, Yunhui Huang, Guoxiong Wang*, and Qing Li*, Constructing Gradient Orbital Coupling to Induce Reactive Metal–Support Interaction in Pt-Carbide Electrocatalysts for Efficient Methanol Oxidation, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c00618

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c00618