宁平&张秋林ACS Catalysis：受阻路易斯酸碱对提高Ni/CeO2纳米催化剂的低温CO2甲烷化性能

在镍（Ni）基催化剂上，活性位点结构与CO₂甲烷化机理之间的关系面临着巨大的挑战。基于此，昆明理工大学宁平教授和张秋林教授（共同通讯作者）等人报道了在Ni/CeO₂-纳米棒、Ni/CeO₂-纳米立方体和Ni/CeO₂-纳米八面体上精确地制备了具有不同分布的受阻路易斯酸碱对（frustrated Lewis pair, FLP）结构，以解决上述问题。

Ni/CeO₂-纳米棒由于其CeO₂(110)特性以及氧空位（O_V）和羟基物种（OH）之间的空间位阻，在这些催化剂中具有最大构建FLP的可能性。与具有较少FLPs的其他样品相比，在低至225 °C的温度下，富含FLPs的Ni/CeO₂-纳米棒表现出显著更高的CO₂转化率（84.2%）和高达147.1 mmol g_cat^-1 h^-1的CH₄生产率和更高的CH₄选择性（97.8%）。

从系统的原位和原位表面分析结果可以看出，这种更好的低温活性及其可接受的稳定性与催化活性FLPs的构建密切相关，该FLP可以通过O_V和OH的协同有效地活化和转化CO₂。

此外，原位拉曼和原位漫反射红外傅里叶变换光谱分析结合密度泛函理论（DFT）计算进一步证明，出现的CO*途径和甲酸盐途径的共同促进是富FLPs的Ni/CeO₂-纳米棒在低温（≤225 °C）下具有优异CO₂甲烷化性能的原因。因此，这种FLPs活化CO₂的方法对设计CO₂加氢催化剂具有潜在的指导意义。

Frustrated Lewis Pairs Boosting Low-Temperature CO₂ Methanation Performance over Ni/CeO₂ Nanocatalysts. ACS Catal., 2022, DOI: 10.1021/acscatal.2c02535.

https://doi.org/10.1021/acscatal.2c02535.