在过去30年的研究中，Y稳定ZrO₂催化剂（YSZ, Ystabilized zirconia）的表面结构和化学性质一直存在争议。因为缺少可靠的模型结构相关对比数据，因此如何对YSZ催化剂在化学反应过程中进行深入理解是个比较大的挑战。

有鉴于此，卡尔斯鲁厄理工学院Christof Wöll、Yuemin Wang等报道通过极性分辨红外光谱表征IRRAS技术，对YSZ单晶催化剂表面暴露CO和D₂O后的不同方向的信号进行分析，发现YSZ(100)表面发生结构重构，从而形成高催化活性表面。对比结果显示，YSZ(111)表面没有类似过程。

主要内容

（1）

IRRAS表征结果显示2132 cm^-1出现CO红移信号，说明YSZ(100)极性表面发生结构重构。通过DFT理论计算，说明该信号对应于掺杂产生氧空穴位点的配位不饱和Zr⁴⁺。由于结构重构，导致YSZ(100)表面产生非常强的化学反应活性，而且导致H₂O分子自发解离。

（2）

H₂O分子自发分解对于WGS反应非常重要。这种现象没有在YSZ(111)晶面上发现。通过这种新颖的分析方法，使用原位DRIFT表征技术研究YSZ催化剂。以上研究结果有助于合理设计催化剂以及调控YSZ催化剂的性质。

参考电竞投注官网

Shuang Chen, Philipp N. Pleßow, Zairan Yu, Eric Sauter, Lachlan Caulfield, Alexei Nefedov, Felix Studt, Yuemin Wang, Christof Wöll, Structure and Chemical Reactivity of Y-Stabilized ZrO₂ Surfaces: Importance for the Water-Gas Shift Reaction, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202404775

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202404775