元素百科介绍Cu基催化剂研究的进展情况。铜基催化剂广泛应用于合成气转化等许多重要的化学反应过程中CO研究人员普遍关注碳氢化合物的选择、甲醇水蒸气的重组、水煤气的变化、酯/醛/酸加氢和醇脱氢，但Cu0和Cu 由于铜物种在结构和化学上不稳定，物种的催化机制和反应路径仍不清楚，解决这一问题面临着巨大的挑战，颗粒的聚集和生长以及价格的动态变化经常发生在反应过程中。
近日，中国科学院山西煤炭化学研究所煤炭转化国家重点实验室研究员范卫斌团队设计制备了稳定性高的Cu@介孔二氧化硅核壳结构催化剂。催化剂失活后，催化性能完全恢复，Cu颗粒的形状和尺寸没有明显变化。该催化剂为研究铜物种的催化机制提供了可能性。
甲酸甲酯是一种典型的C1反应，不仅涉及O-H和C-H键断裂，副产品CO和CO2生成，研究团队将此反应作为模型反应，结合原位XAFS/XPS揭示甲醇脱氢反应的活性物种，通过IR光谱、同位素标记实验和量化计算，深入了解反应诱导期，阐明Cu0和Cu 物种的催化机制和反应路径。研究发现，Cu0首先促进甲醇分子O-H键活化断裂生成CH3O物种，然后促进C-H键活化断裂形成HCHO中间体，然后在Cu0位反应生成H2COCH3中间产物，进一步脱氢得到甲酸甲酯，CH3O物种C-H键断裂生成HCHO中间体。Cu 甲醇O-H和C-HCHO中间体快速分解为CO和H2，HCHO的断裂不能起到催化作用。CH3O物种在反应初期(诱导期)迅速生成，并通过氧原子强吸附在Cu0位，导致部分Cu0物种迅速氧化为Cu ，初始反应活性大大降低；随着反应的进行，HCHO中间体浓度的增加，CH3O物种的消耗速度加快，部分吸附CH3O物种的CU0位点被“释放”，提高反应活性；当CH3O物种的产生和消耗达到平衡时，反应诱导期结束，进入稳定期。
