本工作采用DFT和实验相结合的方法，系统地研究了在Mg掺杂和Li掺杂的La₂O₃催化剂上OCM反应的机理和催化性能。结果表明，Mg和Li掺杂能显著提高La₂O₃(001)表面CH₄的解离活性和C₂H₄的选择性。微观性质分析表明，与未掺杂的La₂O₃(001)相比，Mg掺杂和Li掺杂的La₂O₃(001)上晶格氧的p带中心更接近费米能级，更有利于甲烷的活化。实验结果表面，Mg掺杂的La₂O₃催化剂的催化性能在750℃时达到最佳，具有高的CH₄转化率（高于30.9%）和最高的C₂₊烃选择性（约47.5%）和C₂₊产率（约14.7%）。掺杂Li的La₂O₃比未掺杂的La₂O₃表现出较差的催化性能，这主要是由于掺杂Li在OCM过程中的损失。此外，还研究了OCM反应循环和氧对Mg掺杂的La₂O₃(001)的作用机理。结果表明，晶格氧和过氧化物是甲烷活化的主要活性氧。

文章标题：Performance and reaction mechanism of Mg-doped and Li-doped La₂O₃ catalysts in oxidative coupling of methane: DFT and experiment study

期刊：Fuel

通讯作者：王宝俊教授、牛鹏宇助理研究员

第一作者：孙娜

文章链接：https://doi. org/10.1016/j.fuel.2023.129398.

资助：国家重点研发计划（2021YFA1502804）、国家自然科学基金区域创新发展联合基金重点项目（U22A20430）、山西浙大先进材料与化工研究院（2022SX-FR001）