在异相Ag纳米催化剂上进行选择性氧化催化，是许多化工生产过程中的重要反应，但是目前人们对活性氧物种在此类反应中起到的作用存在争议并且未达到共识，有鉴于此，为了正确理解活性氧物种在催化反应中起到的作用，土耳其毕尔肯大学Emrah Ozensoy等报道Ag(111)单晶催化剂模型界面上的甲醇氧化反应，对两种不同性质的氧（亲电性O_e、亲核性氧O_n）进行研究，具体考察了界面氧的反应活性变化、导致Ag(111)界面结构变化。

本文要点：

（1）

通过XPS表征、低能量电子衍射实验中发现，Ag(111)模型催化剂的界面原子结构在140 K的低O_e条件中基本上没有变化，通过程序升温谱发现，当Ag(111)模型催化剂界面上的低O_e情况，O_e具有反应活性，能够选择性的将甲醇分子转化为甲醛；当界面上高O_e情况中，Ag(111)界面原子结构重组，产生银氧化物结构，从而甲醇将有可能氧化生成CO₂，导致甲醛的选择性降低。

（2）

通过界面O_e物种对反应产物中甲醛、CO₂的选择性变化趋势研究结果，揭示了CH₂O产率与甲醇转化率之间的重要平衡。

当Ag界面的氧覆盖度θ_O=0.08 ML（ML=单层），甲醇的转化率达到适中；

当θ_O=0.26 ML，甲醇的转化率提高4倍，同时CH₂O产物选择性降低至50 %。

通过FTIR红外表征、DFT计算模拟验证得到结论：界面重构产生的氧化银物种通过具有甲醇解离吸附的位点上产生甲醇中间体，从能量上比较，该物种稳定性低于本征Ag(111)晶面。

（3）

通过本文研究，揭示了Ag(111)界面发生氧化导致了界面结构重构导致反应转化变化的重要关系，从而为甲醇氧化反应的不同路径之间的竞争与调控提供指导，能够实现对反应转化、产率/产物调控的指导。

参考文献

Mustafa Karatok, Mehmet Gokhan Sensoy, Evgeny I. Vovk, Hande Ustunel, Daniele Toffoli, and Emrah Ozensoy*, Formaldehyde Selectivity in Methanol Partial Oxidation on Silver: Effect of Reactive Oxygen Species, Surface Reconstruction, and Stability of Intermediates, ACS Catal. 2021, 11, 6200–6209

DOI: 10.1021/acscatal.1c00344

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c00344