大规模制备乙醇是人类社会的梦想，虽然近些年人们对乙醇制备进行广泛的研究，但是能够工业化制备乙醇的体系非常少，其中Mn作为促进剂的MnRh二元异相催化体系能够将CO/H₂合成气转化为60 %的C₂氧化衍生物。但是人们对于这个催化剂的活性位点相关研究比较少。

有鉴于此，复旦大学刘智攀教授等报道通过大尺度机器学习全局优化策略鉴定Rh金属表面最为稳定的Mn相，从催化反应可能形成的数百万结构中找到最稳定的相。

本文要点

（1）

发现Mn更倾向于分布在Rh金属表面的次表面，当O/OH吸附物质存在时，能够移动氘表面形成MnRh表面合金。通过机器学习搜索过渡态，对MnRh表面位点的74个基元反应，发现Mn-Mn双原子位点是生成C₂₊氧化产物的真正活性位点。

（2）

通过微动力学模型，发现MnRh上的Mn-Mn双原子位点生成C₂的TOF比Rh位点高10⁷倍，在523 K温度的C₂产物选择性达到52 %。这项研究说明Mn-Mn双原子位点在切断C-O化学键中起到的关键催化作用，有助于氧原子吸附的C₂中间体加氢反应，排除了Rh金属作为CO加氢生成C₂氧化物的可能。

参考文献

Ke-Xiang Zhang and Zhi-Pan Liu*, In Situ Surfaced Mn–Mn Dimeric Sites Dictate CO Hydrogenation Activity and C₂ Selectivity over MnRh Binary Catalysts, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c10052

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c10052

刘智攀，复旦大学教授，博士生导师。1997年毕业于上海交通大学化学系，2000年在上海交通大学获得硕士学位。2000至2003年在英国Queen's University of Belfast 攻读理论化学博士学位。2003至2005年在英国剑桥大学化学系表面化学组做博士后研究助手。2003年获得皇家爱尔兰科学院 (Royal Irish Institute)年度青年化学家奖，2004年获得国际化学与应用化学学会(IUPAC)青年化学家奖(全球4人之一)。主持科研项目包括国家自然科学基金面上项目、上海浦江人才计划、教育部留学回国人员启动基金。