多相催化剂是一种复杂的材料，通常包含多个界面，这些界面可以改变关键反应的动力学和选择性。人们对合金催化剂的兴趣日益浓厚，这对理解界面的作用提出了新的挑战。虽然金属纳米颗粒与金属氧化物载体之间的界面已被广泛研究，但对于与载体无关的合金本身形成的界面知之甚少。金属合金纳米颗粒上的相偏析可形成金属/金属界面，这主要是由于金属组分表面自由能的差异和混合焓引起的。在氧化条件下，由于金属-氧键的差异而引起的相分离和表面偏析会形成复杂的金属/氧化物和氧化物/氧化物界面。先前的研究表明，金属纳米粒子与金属氧化物载体之间的界面会通过创建特定的活性位点以及所产生的反应物种的直接迁移或“溢出”来影响化学行为。通过改变界面结构，包括改变配位环境、催化剂包封、金属组分的运输和合金化等，可以显著提高催化剂的活性。同样，合金纳米颗粒的金属/金属界面可以在反应气体条件下重组。在活性气体环境中，通过金属组分的分离和溶解、结构重排以及氧化物/氧化物界面的形成，界面可以发生显著的重组。然而，双金属氧化物界面在促进中间体迁移方面的行为可能比金属/氧化物载体或金属/金属界面更为复杂。

有鉴于此，哈佛大学的Cynthia M. Friend等人，证明了由界面能产生的协同效应极大地改变了与氢原子迁移穿过合金氧化产生的氧化钯/氧化银界面之间的反应性，从而导致在室温下反应过程中金属原子在二维双金属氧化物界面处的混合。

本文要点

1）由于在氧化银表面上存在氧化钯岛，因此钯与银的混合在加速氧化银(111)被氢分子还原的过程中起着关键作用。反应性的提高归因于氧化钯用于解离分子氢以产生氢原子的更高活性，这可以（1）直接溢出到氧化银上，或者（2）在氧化钯边界处与氧化银提供的氧（当氧化钯还原时，将其供应给钯）反应。

2）同时，当银在界面处与氧化钯的结构结合时，可以延缓氧化钯的还原速率。即使在室温下，银和氧化银配合物的高迁移率也是这一机制中的一个重要因素。

3）协同效应显著地改变了合金表面氧化物/氧化物界面的反应活性：在反应中间体从一相向另一相溢出的反应过程中，金属原子在界面上相互混合。随着氧化银还原速度的加快，钯和银的混合反应证明了催化协同作用的复杂性，特别是当涉及到可还原的氧化物时。

总之，金属在模型合金表面上的快速混合反应，说明了合金纳米颗粒催化协同作用的复杂性，在对复杂催化剂的行为进行建模时必须考虑这种现象。

参考文献：

O’Connor, C.R., van Spronsen, M.A., Egle, T. et al. Hydrogen migration at restructuring palladium–silver oxide boundaries dramatically enhances reduction rate of silver oxide. Nat. Commun. 11, 1844 (2020).

DOI: 10.1038/s41467-020-15536-x

https://doi.org/10.1038/s41467-020-15536-x