谈到非均相催化，金属-载体相互作用永远是一个绕不过去的话题。Au-TiO₂界面更是一个不能再老的议题了，看似简单，实则变化无穷。今天，我们要介绍的是最近在JACS上连续发表的2篇Au-TiO₂界面有关研究成果，一个是关于O₂活化，另一个是关于H₂活化。

一、JACS：Au-TiO₂界面O₂活化机理！

研究团队通过EPR、模拟计算和电子结构分析等手段，从原子尺度探索了Au/TiO₂催化剂的Au-TiO₂界面分子氧活化机理，得到如下结论：

1）TiO₂上的剩余电子迁移到Au纳米颗粒，然后转移大到吸附在Au-TiO₂边界位点上的O₂。

2）相比于裸露的TiO₂表面，Au-TiO₂界面上更容易形成超氧物种。

3）金纳米颗粒的催化效应归因于内部O-O键的弱化，导致Au-TiO₂界面上O₂分子的以更小的能垒优先裂解。

NiklasSiemer, Jennifer Strunk et al. Atomic scale explanation of O₂ activation at the Au-TiO2 interface. J. Am. Chem. Soc. 2018.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b10929

二、JACS：Au-TiO₂界面H₂活化机理！

金属载体界面吸附的水分子在催化反应中起到重要作用，譬如CO优先氧化反应。研究团队深入探究了在H₂O存在的条件下，H₂在Au/TiO₂和Au/Al₂O₃催化剂表面活化的机理，并得到以下结论：

1）O₂活化和CO氧化机理类似；

2）弱吸附的O₂是一种强的反应抑制剂；

3）H₂在金属-载体界面发生快速活化；

4）H₂活化动力学和传统金属表面化学吸附的H₂解离不尽相同。

DFT计算表明，负载于载体之上的Au纳米棒活化H₂路径为异裂解离机理，导致氢化物停留于Au纳米棒，而质子和表面TiOH结合。

ToddWhittaker, Bert D. Chandler et al. H₂ Oxidation over Supported AuNanoparticle Catalysts: Evidence for Heterolytic H₂ Activation atthe Metal–Support Interface. J. Am. Chem. Soc. 2018.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b04991