甲烷干法重整是能够实现巴黎协定条约中关于消除温室气体需求的重要解决方案，甲烷干法重整反应能够消除CO₂、CH₄温室气体，并且将其转化为合成气。但是传统的Ni基催化剂通常面临积碳、催化剂纳米结构团聚等问题从而导致催化剂失活。有鉴于此，韩国国立蔚山科学技术院Guntae Kim、浦项科技大学Jeong Woo Han等首次报道了一种三元合金Co-Ni-Fe担载于层状钙钛矿PrBaMn_1.7Co_0.1Ni_0.2O_5+d纳米催化剂，该催化剂具有高活性、高持久性等优势。该催化剂的合成基于拓扑溶出效应，Co、Ni元素由于在界面上具有较高的分离趋势，导致更容易从体相移动至界面上，由于Gibbs自由能的选择性更容易生成CoNi合金，当界面上含有Fe，产生大量三元Co-Ni-Fe合金纳米粒子催化剂。这种三元合金催化剂的性能比Ni一元催化剂、Co-Ni二元催化剂的活性更高。

本文要点：

（1）

该催化剂的价格合理，通过层状钙钛矿PrBaMn_1.7Co_0.1Ni_0.2O_5+d（PBMCoNi）合成，其中Fe (Fe²⁺/Fe³⁺)作为客体阳离子。当将客体Fe离子引入界面从而生成大量分散性较好的三元Co-Ni-Fe纳米粒子催化剂，有效的提升DRM催化反应活性。

（2）

作者研究发现，三元合金催化剂的活性提高来自于d带中心的提升，从而催化剂能够更加方便的向界面吸附分子进行电子转移，同时导致CH₄、CO₂吸附分子的内部键强度降低，增强了界面吸附反应物的反应活性。同时，这种催化剂表现了优异的催化活性持久性，在350 h的长时间工作中表现稳定催化活性。

参考文献

Sangwook Joo, Kyeounghak Kim, Ohhun Kwon, Jinkyung Oh, Hyung Jun Kim, Linjuan Zhang, Jing Zhou, Jian-Qiang Wang, Hu Young Jeong, Jeong Woo Han*, Guntae Kim*, Enhancing Thermocatalytic Activities via Up‐shift of the d‐Band Center of Exsolved Co‐Ni‐Fe Ternary Alloy Nanoparticles for Dry Reforming of Methane, Angew. Chem. Int. Ed. 2021

DOI: 10.1002/anie.202101335

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202101335