在异相催化反应过程中，分子的吸附是基础的反应过程，但是目前质子介导催化剂界面吸附过程的机理没有很好的理解，这是因为其中催化剂激发态复杂，难以分析。有鉴于此，瑞典乌普萨拉大学Lars Österlund等报道了通过DFT方法对TiO₂过渡金属氧化物光引发的过程进行定量分析，解释了反应过程中的基本原理和过程。

本文要点：

（1）

通过DFT计算、原位DRIFT表征方法相结合，研究了SO₂光化学吸附在TiO₂(101)晶面上的过程。通过实验、理论方法的结合，描述了TiO₂界面上SO₂的脱硫反应过程，该过程中界面上生成稳定的硫酸盐，导致界面催化剂中毒。

（2）

鉴定了界面上生成SO₄^2-物种是导致界面毒化的原因，同时阐释了在TiO₂(101)界面上通过多步反应生成SO₄^2-的过程：首先，SO₂分子通过光辅助吸附过程结合晶格O₂^-，生成界面亚硫酸盐，随后通过从吸附O₂分子得到一个氧原子，亚硫酸盐氧化为SO₄^2-。

（3）

进一步的，该工作通过红外光谱表征该界面氧化反应过程，受到界面水分子、羟基官能团的影响，实现了对界面反应过程的指纹化表征。

参考文献

David Langhammer, Jolla Kullgren, and Lars Österlund*, Photoinduced Adsorption and Oxidation of SO₂ on Anatase TiO₂(101), J. Am. Chem. Soc. 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c09683

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c09683