中间体吸附物的动态行为，包括扩散、溢流、反方向溢流等现象能够显著影响担载于氧化物基底上金属催化剂的催化活性。但是，理解中间体吸附物种如何在催化剂表面的运动，揭示生成相应产物的催化活性位点非常困难。

有鉴于此，北海道大学Satoru Takakusagi等通过STM、TPD和DFT计算等，研究甲醇分解产生的甲氧基中间体在Pt/TiO₂(110)表面的动态行为，发现甲醇在室温Pt纳米粒子上解离，随后溢流并转移到TiO₂(110)基底表面。

主要内容

（1）

TPD表征结果说明，在>350 K的Pt催化位点能够通过脱氢分解方式生成CO，或者通过C-O化学键解离生成CH₄。降低Pt纳米粒子的密度导致分解反应速率变慢，这个现象说明催化反应受到甲氧基中间体的扩散和逆向溢流的控制。

（2）

通过时间分辨STM成像表征和DFT计算模拟，发现通过桥氧上氢吸附原子的帮助，甲氧基中间体沿着[001]或者[1-10]方向转移到五重配位Ti原子（Ti_5c）位点，而且甲氧基能够在整个催化剂表面上移动并且寻找具有催化活性的Pt位点。本文研究深入研究了中间体吸附物中的移动对催化反应活性的影响。

参考文献

Can Liu, Bang Lu, Hiroko Ariga-Miwa, Shohei Ogura, Takahiro Ozawa, Katsuyuki Fukutani, Min Gao, Jun-ya Hasegawa, Ken-ichi Shimizu, Kiyotaka Asakura, and Satoru Takakusagi*, Dynamic Behavior of Intermediate Adsorbates to Control Activity and Product Selectivity in Heterogeneous Catalysis: Methanol Decomposition on Pt/TiO₂(110), J. Am. Chem. Soc. 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c06405

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c06405