在过去的数十年间，通过催化技术将原料通过有机化学反应转化为高附加值化学品、燃料、医药分子受到广泛关注和巨大发展，异相催化剂由于较高的稳定性、较高的使用寿命、环境友好、经济优势，对于有机催化领域非常重要。有鉴于此，北京科技大学黄秀兵、王戈，波鸿鲁尔大学Martin Muhler、中科院大连化学物理研究所王峰等综述报道了基于CeO₂异相催化剂，其中的Ce³⁺/Ce⁴⁺可逆氧化还原对、氧空穴、催化剂表面酸-碱性能够转变的催化剂在有机催化反应中的研究进展。

本文要点：

（1）

作者在该综述文章中，总结了Ce基异相催化有机转化在热催化、光催化领域中的研究基础、最新进展情况。随后作者对合成各种各样的Ce基催化剂方法进行总结，对催化剂的结构/组成与催化活性之间的关系进行总结。作者对比较先进的表征技术、理论研究方法在研究催化机理上的进展情况进行总结和讨论。本综述为理解Ce基催化剂的结构-催化活性之间的关系对于有机合成领域的重要意义提供经验，此外为设计和发展高性能Ce基催化剂提供指导和建议。

（2）

热催化氧化。分别对CeO₂、CeO₂作为基底的催化剂在醇有氧选择性氧化为醛/酮、氧化为酯/酸，醇的选择性胺化进行总结；对一级C-H键选择性氧化进行总结；对有机醇的脱氢氧化反应进行总结；对烷烃脱氢氧化反应进行总结；对C=C键的选择性氧化反应进行总结。

对有机胺分子中的N-H键选择性氧化反应进行总结。随后对CeO₂基催化剂在热催化反应中的应用进行总结，人们目前发现氧空穴、晶面结构、催化剂的表面酸-碱性、Ce³⁺/Ce⁴⁺的比例等对CeO₂基催化剂的催化活性都产生影响。通过掺杂或修饰贵金属能够进一步提高CeO₂的催化活性，同时催化活性受到掺杂剂或者担载的金属物种的性质、价态、分布情况影响。此外，虽然非贵金属修饰的CeO₂在有机催化转化反应中取得了比较好的效果，但是通常修饰贵金属的CeO₂在转化率和选择性上能实现更好的反应结果。

热催化还原。作者分别总结了对炔烃的还原、烯烃的还原、羰基的还原、脱氧还原、硝基化合物的还原，随后作者做进一步总结，发现通过调控氧空穴、Ce³⁺/Ce⁴⁺、暴露晶面，能够降低切断H₂分子的反应能垒；纯CeO₂的还原反应活性具有局限，通过掺杂、修饰其他金属能够改善氢化反应活性、催化剂稳定性、催化剂循环能力；该领域仍存在一些挑战，比如需要修饰贵金属获得较好的催化活性，催化反应过程中容易发生过渡还原。

（3）

随后作者讨论了CO₂作为反应物的有机催化转化、腈/酰胺的催化转化、以及其他一些有机催化反应：比如构建C-C键的反应，包括Suzuki交叉偶联、氰基硅烷化、羟醛缩合、芳基碘化物的烷氧基羰基化、酮基化和脱氧加氢级联催化、重氮分子的点击反应、端炔合成1,2,3-三唑等。

（4）

随后作者讨论了CeO₂的光催化反应，首先讨论了作为光催化剂的能带结构，随后分别对光催化氧化、光催化还原分别进行总结和讨论。最后进一步对CeO₂作为光催化剂进行整体总结，提出目前光催化剂面临的主要缺点在于对光能量的利用率较低、其中光生电荷-空穴复合作用较显著。新型高效率光催化剂的设计需要从形貌、与其他光催化剂结合增强可见光的吸收并且收缩能带结构，能够进一步发展CeO₂在其他光催化有机反应中的应用。最后作者对CeO₂催化相关理论研究进展进行总结，分别从运用相关先进的表征技术、理论计算研究角度进行讨论。

参考文献

Xiubing Huang*, Kaiyue Zhang, Baoxiang Peng, Ge Wang*, Martin Muhler*, and Feng Wang*, Ceria-Based Materials for Thermocatalytic and Photocatalytic Organic Synthesis, ACS Catal. 2021, 11, 9618–9678

DOI: 10.1021/acscatal.1c02443

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c02443