我院姚建年、汤禹团队联合华东理工大学吴新平等人在催化活性位重构与稳定机制领域取得新进展

近日，福州大学化学学院姚建年院士、汤禹副教授联合华东理工大学吴新平教授等在催化活性位重构与稳定机制领域发表研究论文，相关成果以“Adaptive Restructuring toward Intrinsically Stable Rh Catalyst during Water–Gas Shift Reaction”为题发表在期刊Angewandte Chemie International Edition （DOI.org/10.1002/anie.5021940）。

在多相催化中，催化剂在反应气氛下往往会发生动态结构重构，其活性位点的真实形态与初始合成状态存在显著差异。当重构过程导致形成新的催化结构时，究竟是什么因素决定了这些结构是具有内在稳定性还是仅仅只是暂时性的呢？在反应条件下，这些重构的活性结构中哪一种构型才是热力学稳定结构，其内在稳定性的电子起源是什么？

本工作证明，反应气氛可引导催化剂演化为内在稳定的构型。在WGS反应中，原子分散的Rh₁/CeO₂自发重构为热力学稳定的Rh₃(CO)₄团簇。亚稳态Rh₃(CO)₃转化为Rh₃(CO)₄后，可连续运行5000小时，无明显失活。轨道分析表明，Rh₃(CO)₄的第四个CO通过杂化降低了团簇的形成能垒，使Rh₃(CO)₄成为热力学稳定结构。同时，CeO₂表面氢化物开辟了协同脱氢路径，绕过了H–H耦合瓶颈，为稳定位点上的持续催化提供了机理基础。

福州大学化学学院许远杰副研究员、华东理工大学博士生褚艺淳为论文共同第一作者，福州大学化学学院姚建年院士、汤禹副教授、华东理工大学吴新平教授为论文共同通讯作者，福州大学化学学院、分子工程+研究院为论文第一通讯单位。该工作得到了国家自然科学基金、福建省自然科学基金等项目的支持。