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開發雙功能的原子協同催化劑需要將多個催化活性原子進行同時定位，從而能夠促進催化循環過程中的不同基元反應步驟。

有鑒于此，勞倫斯伯克利實驗室Ji Su、桑迪亞實驗室Seema Singh、加州大學河濱分校江德恩等報道在SSZ-13分子篩內構筑Zn^δ+-O-Cr⁶⁺雙核催化位點，該催化劑能夠以等化學計量比將乙烷和CO₂共轉化，這項研究說明設計雙核多功能催化位點的重要作用。

本文要點：

（1）

在500 ℃進行催化反應，生成乙烯的選擇性達到100 %，CO₂轉化率達到99.0 %。我們通過原位/非原位光譜表征結合DFT理論計算，說明酸性Zn位點和氧化還原活性Cr位點之間的協同作用。

（2）

研究結果顯示Zn^δ+ (0<δ<2)位點有助于切斷乙烷分子的β-C-H化學鍵以及生成Zn-H^δ-，因此堿性得以增強從而促進CO₂的吸附/活化，避免切斷乙烷分子C-C化學鍵。氧化還原活性Cr位點能夠通過補充晶格氧原子的方式加快切斷CO₂分子，而且有助于H₂O分子的形成/脫附。這項研究說明雙核催化活性位點的有數，有助于設計結構新穎的催化劑。

參考文獻

Yang, J., Wang, L., Wan, J. et al. Atomically synergistic Zn-Cr catalyst for iso-stoichiometric co-conversion of ethane and CO₂ to ethylene and CO. Nat Commun 15, 911 (2024)

DOI: 10.1038/s41467-024-44918-8

https://www.nature.com/articles/s41467-024-44918-8