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研究概述

ZnCrOx氧化物与分子筛（OXZEO）耦合可将合成气直接转化为轻质烯烃，但复合氧化物中的活性位点仍然难以捉摸。

2025年4月19日，中国科学院大连化学物理研究所包信和、傅强在国际知名期刊Nature Communications发表题为《ZnOxoverlayer confined on ZnCr2O4spinel for direct syngas conversion to light olefins》的研究论文。

在本文中，作者发现与ZnCr2O4尖晶石颗粒物理混合的ZnO颗粒可以通过在合成气中的处理和还原-蒸发-锚定机制很好地分散到尖晶石表面，在ZnCr2O4上形成厚度或尺寸均匀的单分散ZnOx物种，直至达到分散阈值ZnO负载量16.0 wt%（ZnCr2O4@ZnOx）。

CO转化率与表面ZnO负载之间的线性关系清楚地证实了ZnCr2O4上的ZnOx覆盖层是合成气转化的活性结构，可以有效地激活H2和CO。

所获得的ZnCr2O4@ZnOx催化剂与SAPO-34分子筛相结合，实现了优异的催化性能，在所有烃类中，CO转化率达到64%，轻质烯烃选择性达到75%。

此外，ZnOx覆盖层有效地锚定在ZnCr2O4尖晶石上，从而抑制了反应过程中的锌流失，并在100小时内表现出很高的稳定性。

因此，尖晶石表面与ZnOx覆盖层之间存在明显的界面限域效应，有助于稳定ZnOx活性结构并提高催化性能。

图文解读

图1：ZnO在ZnCr2O4上的迁移-分散机制和分散阈值

图2：ZnCr2O4@ZnOx催化剂的表面结构

图3：ZnCr2O4@ZnOx催化剂的催化性能和表面化学

文献信息

Feng, X., Jia, H., Li, R.et al.ZnOxoverlayer confined on ZnCr2O4spinel for direct syngas conversion to light olefins.Nat Commun16, 3711 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-58951-8

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