甲醇重整制氢可以克服H2储存和运输的限制，而甲醇与水反应中最重要的催化体系是界面催化剂，其包括金属/金属氧化物和金属/碳化物。然而，对这些界面催化剂的反应机理和活性位点的研究仍然存在争议。本文通过光谱、动力学和同位素研究，建立了一个紧凑的级联反应模型（Langmuir–Hinshelwood模型）来描述Pt/NiAl2O4上甲醇和水的活化。通过研究发现甲醇重整首先是甲醇脱氢，随后发生水煤气变换反应（WGS），其中已经确定了两个分离的动力学步骤，即分别为吸附在界面位置的甲氧基内的C–H键断裂和在OlH内的O–H键断裂（Ol：充氧表面空位）。 此外，这两个反应主要由丰富的表面中间体决定，它们分别是吸附在NiAl₂O₄和Pt上的甲氧基和CO物种。由于界面和载体上的空位分别是甲醇脱氢和WGS反应中的真正活性位点，因此甲氧基和CO物种的双向溢出可以提高反应性能。

本文由郭勇老师, 李迪迪博士后与南开大学张洪波、北京大学马丁共同完成。

DOI：10.1021/jacs.2c09437