揭示碱金属诱导的氧化还原调控：碱修饰 ZrO 2 负载 Cu 催化剂上 RWGS 的原位光谱学见解

摘要 碱修饰固体催化剂是一类在多种应用中极具前景的多相催化剂。尽管开展了广泛的研究，碱金属的作用仍存争议。在本研究中，采用不同方法合成了 Na 修饰的 ZrO 2 负载 Cu 催化剂，用于逆水煤气变换（RWGS）反应以阐明 Na + 的作用。催化结果表明，活性高度依赖于制备方法，其中一锅法获得的活性是湿法浸渍法的三倍。一锅法显著提高了 Cu 0 的分散度，防止了因团聚或碱金属覆盖导致的 Cu 位点损失。尽管主流观点认为碱金属有利于 CO 生成的缔合机理，但结合原位研究表明，氧化还原机理是生成 CO 的主要途径。原位 EPR 和原位 CO-DRIFTS 结果表明，Na⁺ 在反应过程中促进 CO 2 解离使还原态 Cu 0 位点发生再氧化方面发挥了关键作用，最终导致 CO 的生成。结果表明，具有增强氧化还原活性的高密度可及 Cu 0 位点对于实现优异的催化性能至关重要。这些发现有望推进具有丰富活性位点和精细调控氧化还原行为的碱修饰表面的理性设计。