氧化物-沸石(OXZEO)工藝利用氧化物和沸石作為直接合成氣轉化的雙功能催化劑，克服了傳統Fisher-Tropsch合成工藝固有的Anderson-Schulz-Flori分布帶來的限制。

據報道，在OXZEO工藝中，許多氧化物催化劑用于合成氣轉化為輕質烯烴，包括ZnO、ZnCrOx、ZnZrOx、ZnO/ZrO2、ZnAlOx、MnOx、ZnGaOx和MnGaOx。其中，ZnCrOx在CO/H2活化方面表現出優異的能力，被證明是最活性的氧化物之一。

盡管ZnCrOx被廣泛認為是控制整體活性的關鍵，但活性相仍然是一個持續爭論的話題。盡管在理解表面活性相方面取得了重大進展，但反應過程中活性結構的精確構建和結構演化的良好控制仍然是核心挑戰。

近日，中國科學院大連化物所包信和和傅強等證明ZnO和ZrCr2O4顆粒混合物的合成氣處理誘導ZnO擴散，在ZnCr2O4尖晶石表面形成ZnOx覆層。

在這個過程中，ZnO還原為金屬Zn，然后通過氣相遷移，并被ZnCr2O4表面OH基團再氧化，形成單分散的ZnOx物種，其擴散閾值為16.0 wt%。

當ZnO負荷接近16.0 wt%時，這些ZnO物種以ZnOx單層的形式覆蓋在ZnCr2O4尖晶石表層，厚度為0.3 nm。通過這種獨特的還原-蒸發-錨定過程，可以很好地構建表面活性位點密度高的催化劑，并且可以清楚地了解這些表面位點的作用。

形成的ZnCr2O4@ZnOx與SAPO-34分子篩結合后，在合成氣轉化為輕烯烴的過程中，CO轉化率達到64%，輕烯烴選擇性達到75%。ZnOx層有效地錨定在ZnCr2O4尖晶石上，這抑制了反應過程中ZnO的過度還原和Zn的損失，表現出超過100小時的高穩定性。

同時，在氧化物催化劑中闡明了H2/CO在活性位點的活化機理。單分散ZnOx層有助于H物種的穩定，并促進CO的吸附和活化，從而為高效合成氣轉化提供活性位點。

綜上，該項工作強調了在實際催化體系中對表面活性位點進行原子水平分析的重要性，從表面科學研究的角度確定了反應機理。此外，目前對活性位點和反應機理的認識可以啟發進一步研究合成氣在其他復合氧化物體系中的轉化，為高效氧化物催化劑的合理設計和優化提供至關重要的指導。

ZnOx overlayer confined on ZnCr2O4 spinel for direct syngas conversion to light olefins. Nature Communications, 2025. DOI: 10.1038/s41467-025-58951-8

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