异相催化剂的相关研究能够追溯到1920年附近的Sabatier机理，这个机理提出合适的催化剂需要对中间体具有合适的结合强度，结合力过高或者结合力过低分别导致催化剂失活或者难以被活化，后来大量的相关研究发展比Sabatier更先进的定量描述符。

近日，苏黎世联邦理工学院Javier Pérez-Ramírez、西班牙巴塞罗那科学技术学院Núria López等研究发现C₂H₂分子吸附能是乙炔氢氯化反应的关键作用，研究了包括影响催化剂选择性和稳定性在内的乙炔氢氯化反应性能的各种因素。

有鉴于此，天津大学巩金龙等对该项工作的重要意义进行总结评述。

本文要点：

(1)

在过去的100年间人们发展了大量的描述符用于描述催化反应的活性，比如d带规则能够非常有效的描述吸附物种与过渡金属表面之间的相互作用，并且基于d带提出了一系列描述符，包括d带中心、反应中间体结合能；由于氧化物具有非常复杂的晶体结构、多种不同氧化态、缺陷形成能，因此对氧化物的催化活性描述比较困难。目前用于氧化物的描述符包括p带中心、e_g占据等。最近人们提出了基于数据结合符号回归和压缩感知结合的SISSO描述符，该描述符被人们发现是目前最好的描述符。但是，还无法实现定量描述整体催化活性的描述符。

(2)

苏黎世联邦理工学院Javier Pérez-Ramírez、西班牙巴塞罗那科学技术学院Núria López等合成活化碳/N掺杂碳基底担载的不同结构Au, Pt, Ru, Rh, Ir, Pd金属催化剂，固定担载贵金属的量条件的单原子、不同粒径的纳米粒子。发现金属物种或者修饰的碳基底对于催化剂的活性产生非常显著的影响，单原子状态Au、Pt催化剂具有更高的催化活性，Pd在各种催化剂具有类似的催化活性。Ru、Rh、Ir的纳米粒子比单原子状态的催化活性更高。

(3)

由于非常复杂的催化反应机理，作者通过反应动力学研究方式理解这种对样品非常敏感的机理。在催化反应过程中，在催化剂的表面观测发现积碳和含Cl-物种，导致副反应和催化剂失活。此外，除了积碳现象，金属团聚或者充分分散的现象、催化剂氯化也可能导致催化剂失活。催化剂的积碳程度与金属物种有关，与金属表面乙炔结合能有关。最后，作者提出了描述符的一阶表现形式，其表现金属结合能之间的平衡、生成氧化物/氯化的平衡。研究发现，催化剂和乙炔之间的相互作用能够作为催化反应的关键描述符，并且决定了催化活性。通过动力学和DFT计算进行验证。

参考文献

Zhao, ZJ., Gong, J. Catalyst design via descriptors. Nat. Nanotechnol. (2022)

DOI: 10.1038/s41565-022-01120-5

https://www.nature.com/articles/s41565-022-01120-5