氢键相互作用能够影响纳米尺度反应的机理过程，但是人们仍然对这种作用对甲酸异相催化分解过程的影响仍不是非常理解，但是甲酸是一种具有前景的氢气载体。有鉴于此，威斯康星大学麦迪逊分校Manos Mavrikakis等报道了在Cu(111)晶面上甲酸分解反应中氢键相互作用对反应机理的影响，通过第一性原理对反应能量进行计算，通过Latin超立方体取样方法，对处于较高覆盖吸附物的结构进行揭示，通过自洽平均场微动力学模型对反应动力学进行预测。

本文要点：

（1）

展示了甲酸和甲酸盐之间的氢键在甲酸分解反应过程中起到重要作用，通过第一性原理计算，揭示甲酸和甲酸盐之间的氢键能够很好的稳定单齿HCOO中间体、HCOO分解的过渡态，尤其是在低覆盖度的条件中。

（2）

作者认为随着反应过程的变化，其中占比40~80 %的条件中通过甲酸-甲酸盐的双分子过程，而且Cu(111)上甲酸的活性位点占据了~0.4比例的单层覆盖度，而且通过van der Waals相互作用能偶很好的稳定中间体物种、过渡态。

（3）

本文工作从分子级别提供了Cu/Al₂O₃催化剂上甲酸分解反应的机理、中间体物种，为发展新颖结构催化剂提供经验和指导。

参考文献

Benjamin W. J. Chen, Saurabh Bhandari, and Manos Mavrikakis*, Role of Hydrogen-bonded Bimolecular Formic Acid–Formate Complexes for Formic Acid Decomposition on Copper: A Combined First-Principles and Microkinetic Modeling Study, ACS Catal. 2021, 11, 4349–4361

DOI: 10.1021/acscatal.0c05695

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c05695