通过干式重整（C-C键断裂）或乙烯通过氧化脱氢（C-H键断裂）。可以实现利用温室气体CO₂选择性提纯页岩气中未充分利用的乙烷以生产合成气。然而，由于负载型催化剂的复杂性，确定乙烷中选择性键断裂的活性位点仍然具有挑战性。

近日，布鲁克海文国家实验室陈经广教授，佛罗里达农工大学Shyam Kattel报道了采用动力学分析、原位技术（XRD、XAS、AP-XPS和DRIFTS）和密度泛函(DFT)计算相结合的方法，揭示了CeO₂负载的Pd和PdFe催化剂上不同类型的界面含氧构型。

文章要点

1）CeO₂的还原性随着Pd纳米颗粒的沉积而增加，这反过来又在Pd集合体上产生了高活性和非选择性的氧，破坏了C-C和C = C键，从而产生了合成气。

2）由于柯肯德尔（Kirkendall）效应，在反应条件下，Fe物种倾向于从FeO_x/Pd界面分离到Pd纳米颗粒上，通过选择性地破坏C–H键并削弱所形成的乙烯的吸附来提高乙烯的产量。

3）尽管FeO_x/CeO₂界面不是CO₂或乙烷活化的主要活性位，但由于具有很强的Fe–O–Ce界面，因此可通过降低CeO₂的可还原性来减轻非选择性氧的供应并限制金属团簇。

这项工作不仅揭示了页岩气中人为CO₂和未充分利用的乙烷的结构-功能关系，而且为选择性C–H/C–C键裂解的其他反应化学的催化剂设计策略提供了指导。

Xie et al., Interfacial Active Sites for CO₂ Assisted Selective Cleavage of C–C/C–H Bonds in Ethane, Chem(2020)

DOI：10.1016/j.chempr.2020.07.011

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.07.011