中间吸附物的动态行为，例如扩散、溢出和反向溢出，对氧化物负载金属催化剂的催化性能有很大影响。然而，阐明中间吸附物如何在催化剂表面移动并找到活性位点以产生相应的产物具有挑战性。

在这项研究中，北海道大学Satoru Takakusagi通过扫描隧道显微镜（STM）、程序升温脱附（TPD）和密度泛函理论的结合阐明了甲氧基中间体的动态行为对Pt/TiO₂（110）表面甲醇分解的影响（DFT）计算。

文章要点

1）甲氧基中间体是通过甲醇分子在室温下解离吸附在 Pt 纳米颗粒上然后溢出到 TiO₂(110) 载体表面而形成的。

2）TPD 结果表明，甲氧基中间体在 Pt 位点上在 >350 K 的温度下热分解，产生 CO（脱氢）和 CH₄（C−O 键断裂）。

3）Pt纳米粒子密度的降低降低了分解反应的活性并增加了对CH₄的选择性，这表明该反应是由甲氧基中间体的扩散和反向溢出控制的。延时STM成像和DFT计算表明，甲氧基中间体借助与桥氧（O_br）键合的氢吸附原子沿[001]或[110]方向在五重配位Ti（Ti_5c）位点上迁移，可以在整个表面上移动来寻找活性铂位点。

这项工作深入了解了中间吸附物迁移在控制氧化物负载金属催化剂的催化性能中的重要作用。

参考文献

Can Liu, et al, 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://doi.org/10.1021/jacs.3c06405