本研究表明,通过在缺陷态MgO纳米晶(小于20纳米)中锚定原子级分散的Ce原子,可以显著促进氧空位的形成。这些催化剂兼具优异的CO2转化性能和出色的稳定性,即使在存在300ppm H2S的条件下也是如此。当Ce负载量低于2wt%时,Ce原子以孤立的物种形式存在,并配位到MgO纳米晶的氧缺陷位点上。这些Ce单原子促进了缺陷的形成,有利于CO₂的吸附,并增强了H2分子的活化,但并非作为单原子催化剂单独发挥作用。大量机理研究、化学动力学分析和理论模拟证明,单原子辅助的氧空位(SA-Ov)实现了优异的催化性能和稳定性,从而为催化剂设计开辟了新途径。
文章标题:Single Ce atom-assisted oxygen vacancies as active and stable sites for CO2 conversion
期刊:Nature Communications
通讯作者:刘岳峰、刘晰、章日光
第一作者:李世艳、李娜、秦天
文章链接:10.1038/s41467-026-74091-z
资助:国家自然科学基金(22472168、22172161、U23A20132)、辽宁省自然科学基金(2024-MSBA-57)、大连市科技创新基金(2024JJ12RC034)、大连化学物理研究所(DICP I202421)、榆林清洁能源创新研究院能源革命科技专项(E411030705)、太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室资助(MJNYSKL202505)和山西省杰出青年科学基金(20210302121005)。