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氧化铈是一种广泛研究的氧化还原催化剂，近年来引起了人们的极大兴趣，其在氢化反应中的显着的催化性能，例如气相中轻炔烃的部分氢化和液相中的复合炔烃。 这些研究表明，在进料混合物（H 2 /炔≥25）和500K以上的温度下需要大量的氢过量，这表明在这些反应中，在二氧化铈表面上的氢解离涉及速率确定步骤。 由于二氧化铈对部分加氢的反应性，多个密度泛函理论（DFT）作品已经致力于理解二氧化铈如何在二氧化铈表面解离的反应机理。
田纳西大学的研究者通过中子衍射，结合XPS，IR，Raman等原位表征，发现在氢化反应过程中形成了表面和体相的Ce-H五中。H2在CeO2上异裂并且形成两个表面羟基或者形成Ce-H和OH。在这一过程中同时伴随表面O空缺的形成。
总之，本研究首次证实了在高温下H 2与CeO 2相互作用时，表面和本体氢化铈物种的存在的直接的非弹性中子光谱证据。结合IR，Raman和AP-XPS等原位光谱学方法，我们确认了H2在O空位的二氧化铈表面上解离形成均裂产物（OHs），而解离会导致异裂产物（Ce- H和OH）当在氧化铈中产生O空位时。这一发现不仅加深了我们对CeO2-H2相互作用的认识，而且对于二氧化铈在加氢和氧化还原反应中的催化具有一般意义。有价值的见解将促进在H相关反应中设计更有效的基于二氧化铈的催化剂。 INS在检测和区分二氧化铈中的表面氢化物和散装氢化物方面的能力是研究与其他氧化物催化剂和氢化催化剂相似的现象的独特机会。
