长期以来，得益于结构稳定性和高效催化活性，金属和氧化物载体之间的金属-载体界面一直被应用在催化中。金属-稀土氧化物界面特别有趣，这些早期过渡阳离子具有很高的亲电性，因此与Lewis碱性分子（如H₂O）具有良好的结合强度。

近日，山东大学贾春江教授，伦敦大学学院Feng Ryan Wang报道了一种在中温水煤气变换反应（MT-WGS）过程中原位形成的Ni-NiO_x-Y₂O₃界面，在300 ℃时，CO转化率达到140.6 μmol_CO g_cat⁻¹ s⁻¹，是现有文献报道的4倍。

文章要点

1）研究发现，只有当Ni和Y的摩尔比为9：1时，才能形成独特的Ni-NiO_x-Y₂O₃界面。仅添加10%的Y₂O₃对提高催化剂的活性和防止催化剂的烧结起到了关键作用。另外，研究人员通过理论模拟论证了界面处的电子转移，从本质上揭示了相互作用的存在。

2）研究人员利用像差校正电子显微镜和原位拉曼光谱对Ni-NiO_x-Y₂O_₃界面进行了清晰的表征。结合密度泛函理论计算，证明了H₂O分子在Ni-NiO_x-Y₂O₃界面位上的有效解离。此外，对整个反应过程的计算也证明了NiO_x-Y₂O₃界面可有效用于WGS反应。

Ni-NiO_x-Y₂O₃界面具有良好的催化性能，为研究和应用稀土元素在催化中的应用提供了潜力，创造了具有非常规表面行为的新型金属-载体界面。

参考文献

Xu, K., Ma, C., Yan, H. et al. Catalytically efficient Ni-NiOx-Y2O3 interface for medium temperature water-gas shift reaction. Nat Commun 13, 2443 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-30138-5

https://doi.org/10.1038/s41467-022-30138-5