尽管晶格氧物种的参与对于负载型Mn-Na₂WO₄/SiO₂催化剂高效催化甲烷氧化偶联反应(OCM)具有重要意义，然而，目前人们但对负载型Mn-Na₂WO₄/SiO₂催化剂中晶格氧物种的类型、作用和来源尚无法达成共识，这无疑对阐明负载型Mn-Na₂WO₄/SiO₂催化剂上的OCM造成了影响。

近日，美国理海大学Israel E. Wachs，Jonas Baltrusaitis，爱达荷州国家实验室Rebecca R. Fushimi，Yixiao Wang报道了利用产物瞬时分析（TAP）技术，发现负载型Mn-Na₂WO₄/SiO₂催化剂在与OCM相关的温度下具有两种不同类型的氧物种，即溶解O₂和原子O。

文章要点

1）负载型5Na₂WO₄/SiO₂催化剂在800 ℃时有两种不同的氧物种：i）只从熔融的Na₂WO₄相中释放的溶解分子O2型物种；ii）与表面Na-WO_x位相关的原子晶格O类物种，可以通过CH₄还原去除。这两种氧物种对OCM反应都具有催化活性。此外，1.2Mn/SiO₂催化剂还释放出与Mn-氧化物相相关的分子O₂型物种。然而，这些与锰氧化物相关联的O₂物种对C₂产物的形成没有很高的选择性。

2）研究发现，在5Na₂WO₄/SiO₂催化剂中添加Mn具有以下作用：i）加速了溶解O₂物种的释放；ii）提高了溶解O₂物种的总利用率；iii）提高了溶解O₂和晶格原子O物种对C₂产物生成的选择性；iv）没有提高1.2Mn-5Na₂WO₄/SiO₂催化剂的气相O₂分解能力。

这些结果更加清晰的揭示了OCM报道中关于负载型Mn-Na₂WO₄/SiO₂催化剂中存在的活性氧物种，将有助于人们阐明复杂的OCM反应机理。

参考文献

Sagar Sourav, et al, Resolving the Types and Origin of Active Oxygen Species Present in Supported Mn-Na₂WO₄/SiO₂ Catalysts for Oxidative Coupling of Methane, ACS Catal. 2021

DOI: 10.1021/acscatal.1c02315

https://doi.org/10.1021/acscatal.1c02315