水分子和甲醇分子的活化在许多催化、电催化、光催化反应中非常重要，虽然得到非常广泛的研究和发展，但是能够高效活化水/甲醇分子的催化活性位点仍没有很好的得到理解。

有鉴于此，巴塞罗那大学Federico Calle-Vallejo等报道通过对大量不同催化剂进行过渡态搜索和电子/电荷结构分析，鉴定了两种特征性催化位点结构特征，有助于切断H₂O、CH₃OH、OH-羟基中的O-H化学键。

本文要点：

（1）

通过计算化学研究，发现两种结构特征有助于切断O-H化学键，分别为：(a) 当H中的电荷浓度在切断化学键的过程中不变，导致切断化学键的过程中表现低能垒，这种现象能够在金属氧化物，MXene，金属/氧化物界面上实现。反应动力学与吸附物/基底的界面氢结合能密切相关，当O-H-O的键角呈线性同时O-H键长较短时反应动力学更容易发生。(b) 当O-H化学键容易进行旋转，O-H化学键能够被快速切断，这是因为弱吸附力和强轨道重叠效应导致。

（2）

作者发现两种规律在能量上是呈比例的，H₂O/CH₃OH和OH活化之间存在非常显著的区别，因此对催化剂的界面设计方面需要更加注意。

参考文献

Hai-Yan Su, Keju Sun*, Xiang-Kui Gu, Sha-Sha Wang, Jing Zhu, Wei-Xue Li, Chenghua Sun, and Federico Calle-Vallejo*, Finding Key Factors for Efficient Water and Methanol Activation at Metals, Oxides, MXenes, and Metal/Oxide Interfaces, ACS Catal. 2022, 12, 1237–1246

DOI: 10.1021/acscatal.1c03405

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c03405