第一作者：Kai Xu，Jin-Cheng Liu

通訊作者：賈春江，李雋，Feng Ryan Wang

通訊單位：山東大學，清華大學，倫敦大學學院

賈春江，山東大學教授，無機化學研究所所長， 國家優(yōu)青、山東省泰山學者，研究方向: 催化化學、材料化學。

（信息來源：https://www.chem.sdu.edu.cn/info/1229/10232.htm）

李雋，清華大學教授，博士生導師，教育部長江學者特聘教授, 國家杰出青年科學基金獲得者, 美國科學促進會(AAAS)會士。長期從事理論與計算化學、重元素量子化學和計算催化化學等領域的研究工作。

（信息來源：https://www.chem.tsinghua.edu.cn/info/1095/2230.htm）

論文速覽

氧空位（O_v）是存在于金屬氧化物晶格中的陰離子缺陷，以CeO₂、TiO₂和ZnO為例。O_v能夠改變固體的能帶結構，提高半導體性能和催化行為等物理化學性質(zhì)。

本文報道了一種新型的O_v，作為完美晶體表面固有的一部分。這種非缺陷O_v源自于三價稀土氧化物（RE₂O₃）在（111）晶面上的不規(guī)則六角形鋸狀結構。具有這種固有O_v結構、表面Ru活性位點的材料在氨分解反應中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，其中在Sm₂O₃、Y₂O₃和Gd₂O₃表面負載的Ru量為~1wt%時，獲得了極高的H₂生成速率，比文獻中報道的值高1.5–20倍。固有O_v的發(fā)現(xiàn)為稀土氧化物在異質(zhì)催化和表面化學中的應用提供了巨大潛力。

圖文導讀

圖1：DFT計算模擬的稀土氧化物（111）表面結構和電靜勢結果。

圖2：使用過的Ru/Sm₂O₃的像差校正HAADF-STEM圖像和催化性能測試。

圖3：催化劑的光譜特性，包括新鮮和使用過的催化劑的XPS結果，以及使用過的催化劑在130 K時的CO吸附原位紅外光譜。

圖4：反應機理和活性位點的電子特性的理論結果。

文獻信息

標題：Catalytic properties of trivalent rare-earth oxides with intrinsic surface oxygen vacancy

期刊：Nature Communications

DOI：10.1038/s41467-024-49981-9