在CeO₂上担载Cu物种能够作为高活性对C-O化学键（CO、CO₂、呋喃甲醛、酯等）氢化的催化剂，但是对此类位点结构进行表征仍具有非常大的困难和挑战。

有鉴于此，天津大学王悦等报道合成了合成担载于圆形棒状结构CeO₂上的Cu催化剂，分别合成了不同粒径的Cu催化剂（单原子、1.4 nm、3.0 nm、6.8 nm），考察了这些催化剂在甲酸乙酯加氢反应中的性能，验证发现Cu⁰-Cu^σ+位点是甲酸乙酯的主要催化活化位点。

本文要点：

（1）

对催化剂的结构和化学环境进行表征，对Cu催化剂表面上Cu⁰、Cu^σ+、缺陷位点（氧缺陷、M-[O_x]-Ce）等结构进行定量表征。制备了相同的催化剂，随后提高表面缺陷位点浓度、或者降低Cu⁰-Cu^σ+位点的数量。

发现Cu⁰-Cu^σ+位点是甲酸乙酯的主要催化位点，而不是M-[O_x]-Ce位点。

（2）

通过原位实验、吸附实验、DFT计算等结合，发现Cu界面上的Cu⁰-Cu^σ+位点在吸附和活化甲酸乙酯中起到关键作用。发现Cu/CeO₂催化剂的TOF与催化剂中的Cu⁰-Cu^σ+位点数目之间表现线性变化规律。

本文结果为研究C-O化学键活化氢化反应的机理、设计高性能催化剂提供经验。

参考文献

Antai Li, Dawei Yao, Youwei Yang, Wenting Yang, Zhuoshi Li, Jing Lv, Shouying Huang, Yue Wang*, and Xinbin Ma, Active Cu⁰–Cu^σ+ Sites for the Hydrogenation of Carbon–Oxygen Bonds over Cu/CeO₂ Catalysts, ACS Catal. 2022, 12, 1315–1325

DOI: 10.1021/acscatal.1c04504

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c04504