李俊华/熊尚超Nature子刊：Sn掺杂Pt/TiO2上CO吸附触发反向氧溢出，增强低温CO氧化

氧化物负载的铂基金属催化剂广泛应用于环境催化、电催化和与能源有关的加氢过程。研究贵金属催化反应的界面化学机理对催化科学的发展具有重要意义。强金属-载体相互作用(SMSI)效应已被广泛用于描述和/或解释电子相互作用现象，以及金属在支撑材料上的稳定化/不稳定化。

另一个重要的概念是吸附质和/或中间体通过金属载体界面的传输，称为活性物质溢出。与此同时，氧的溢出在氧化还原反应中也起着根本性的重要作用，然而对氧溢出的关注却很少。

基于此，清华大学李俊华和西南交通大学熊尚超等通过Sn掺杂对金红石型TiO₂进行调控，以激活TiO₂载体中的氧，并阐述了低温(100°C)CO氧化过程中Sn掺杂TiO₂(SnTiO₂)向Pt位点反向溢氧的界面化学过程。

实验结果表明，所制备的Pt/SnTiO₂的CO氧化活性是参考催化剂(Pt/TiO₂-A和Pt/TiO₂-R)的6-12倍，并且在7天的测试中没有失活的迹象(在10% H₂O和100 ppm SO₂存在下)。

界面化学研究表明，CO在Pt位上的吸附触发了反向氧溢出(ROS)，随后出现了Pt⁴⁺物种。随着Ti-O-Sn键在CO吸附Pt位点附近的断裂，产生了O物种，形成了催化不可缺少的Pt-O位点。

基于以上结论，研究人员推测提高载体的氧迁移率，如构建不对称氧(M₁-O-M₂)或掺杂具有弱M-O键的次级金属，可能对促进反向氧溢出(ROS)特别有效。综上，反应物-吸附-目标产物触发界面反向氧溢出特性的揭示有助于理解反应物中不同催化反应的机理，将引起对微结构和反应物之间的效应的进一步研究。

Reverse Oxygen Spillover Triggered by CO Adsorption on Sn-doped Pt/TiO₂ for Low-temperature CO Oxidation. Nature Communications, 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-39226-6