近日，太平洋西北国家实验室Oliver Y. Gutiérrez、天津大学巩金龙、赵志坚等在Rh纳米颗粒上引入了Fe物种，以制备复杂的双功能催化剂，其中包含一种在纳米FeOx结构域中与Rh-O-Fe位点相邻的表面合金。与传统的负载型催化剂相比，这些氧化物覆盖层产生了一种“反向催化剂”型结构(例如，金属上的金属氧化物)，增加了界面位点的密度。金属纳米粒子和氧化物覆盖层之间的原子接触诱导形成表面Rh-Fe合金，该合金调节金属的活性以完成C-O键解离。 因此，FeOx/Rh-Fe催化剂上的多功能位点满足甲醇生成选择性催化剂的以下要求：1.与CO2的强相互作用以确保高密度的过渡态；2.金属位点激活并使氢可用于表面中间体；3.完全切割C-O键形成碳化物的高能垒。

金属界面是影响FeOx/Rh-Fe催化剂性能的关键因素。这种界面上的位点与CO2的相互作用比Rh和Rh-Fe合金表面上的位点强得多。切割几种中间体(CH3O*和CHOH*)的C-O键的能垒在界面上比在金属表面上大至少1 eV。此外，界面提供了一个无障碍的CH3O*加氢生成甲醇的途径。这种界面特性是由OH*实现的，OH*通过与H*(位于金属表面)的空间分离而稳定。 总的来说，该项工作通过利用界面位点覆盖整个纳米颗粒，以确保活性CO2的高覆盖率；同时，改变下层金属的效能，以打开通向甲醇的最佳能量通道，这有助于克服设计甲醇生产催化剂的局限性。

Formation of (Rh–Fe)–FeOx complex sites enables methanol synthesis from CO2. ACS Catalysis, 2024. DOI: 10.1021/acscatal.4c00339