研究概述

马丁，北京大学化学与分子工程学院教授，博士生导师。2001年获中国科学院大连化学物理研究所博士学位，2001-2005年在牛津大学/Bristol大学从事博士后研究，2009年至今在北京大学工作。课题组主页：www.chem.pku.edu.cn/mading。据课题组主页介绍，截至发文前，马丁教授课题组今年已在《Angewandte Chemie International Edition》上发表论文7篇，在《Journal of the American Chemical Society》上发表论文8篇！

同时，马丁教授也作为项目第一完成人，获得了2023年国家自然科学奖二等奖，项目名称：碳化钼催化剂上水的低温活化和制氢过程。这也是马丁教授第二次获得国家自然科学奖二等奖！

碳化钼是一种高效、稳定的逆水气变换反应催化剂。对机理的传统理解表明，表面现象占主导地位，只有表面或次表层参与催化循环。

北京大学马丁教授、蒋鸿研究员，中国科学院大学周武研究员，大连理工大学石川教授，布鲁克黑文国家实验室Jose Rodriguez等人从渗碳过程中获得了一种高活性MoC催化剂，其质量比反应速率超过260 μmolCO2/gcat/s，催化剂的体相中存在动态碳通量。通过同位素程序升温反应(ITPR)分析和常压透射电镜(ETEM)分析，发现了在逆水气变换(RWGS)反应气氛下α-MoC体相与气相反应物之间的动态碳流循环。这种循环是维持亚稳α-MoC的结构稳定性和超高反应活性所必需的，在反应过程中伴随着体、表面和气相反应物之间碳组分的彻底交换。相关工作以《A Highly Active Molybdenum Carbide Catalyst with Dynamic Carbon Flux for Reverse Water-Gas Shift Reaction》为题在《Angewandte Chemie International Edition》上发表论文。

图文解读

图1 α-MoC和γ-Mo2N催化剂的催化性能

图2 采用同位素程序升温(ITP)实验研究α-MoC催化剂的碳参与机理

图3 RWGS反应中α-MoC随碳流动的结构演变

文献信息

A Highly Active Molybdenum Carbide Catalyst with Dynamic Carbon Flux for Reverse Water-Gas Shift Reaction，Angewandte Chemie International Edition，2024.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.202418645