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《清华大学报道纳米晶界弱化Ce-O共价性及表面限域效应本征提升二氧化铈表面氧反应活性》

  • 来源专题：关键原材料知识服务平台
  • 编译者： 费鹏飞
  • 发布时间：2025-05-23

  • 3月31日，清华大学在《Journal of the American Chemical Society》上发表题为“Nanoscale grain boundary-weakened Ce-O covalency and surface confinement intrinsically

    boosting ceria surface oxygen reactivity”的论文，报道纳米晶界弱化Ce-O共价性及表面限域效应本征提升二氧化铈表面氧反应活性。

    提升氧化物纳米材料表面晶格氧原子的反应活性对其在氧化、加氢及电催化反应中的性能至关重要，但长期以来调控该活性的本征电子机制尚未明晰。研究人员揭示了纳米晶界（GB）增强CeO2纳米材料本征表面氧活性的电子机制：通过热解碳酸铈与甲酸铈前驱体引入晶界。O K边及Ce L3边的X射线吸收近边结构（XANES）分析表明，晶界可降低Ce-O键的共价性程度；H2-TPR与拉曼光谱进一步证实，这种减弱的轨道重叠能削弱晶格势对表面氧原子的限域强度。该电子效应从根本上提升了表面晶格氧原子的脱附活性，进而促进氧空位形成及O2分子活化，实现苯甲醇100%选择性氧化为苯甲醛。这种基于晶格共价性弱化的构-效关系为理解晶界与尺寸效应对纳米材料表面活性的增强机制提供了新视角。

  • 原文来源：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c03536
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