众所周知，金属催化剂在化学反应中依然扮演不可或缺的角色，在有机反应中发挥高效催化的作用。钒催化剂便是其中重要的一员，其催化能力除了归功于有从+2到+5多种氧化态，还因其存在大量的活化位点，能够发生配位加成、氧化还原、配位消除等反应参与催化循环。 

　　来自西北太平洋国家实验室的研究者们在世界上首次“看”到了催化剂的活性位点，确定了反应发生的具体位置。他们以二氧化钛（TiO₂）纳米棒作为载体，将氧化钒催化剂嵌入分散至载体中，从而得到具有较多反应活性部位的大表面积区域，用魔角旋转核磁共振（MAS-NMR）等手段，第一次得到了附着在TiO₂表面上的活性位点的详细结构信息。 

　　图来源：ppnl.gov 

　　研究者们在甲醇的去氢氧化反应（ODH）中，将核磁共振的波谱数据与催化剂的催化活性做对比，试图找到俩者之间的内在联系。接下来，通过化学计算等方法推测出核磁共振图谱中各个波峰与的二氧化钒的特定形貌的对应关系。在以TiO₂作为载体的表面钒二聚体（-555 ppm）和表面钒单体（-502 ppm和-529 ppm）是该反应的最主要的活性位点。并且，他们还发现，随着钒含量的不断提高，钒的单体种类不断下降，这是导致ODH的反应速度快速下降的主要原因。实验得出，催化剂中钒的种类与ODH的反应速度呈负相关，顺磁性的钒表现出较低的反应活性。 

　　快速、稳定、高效是是评价催化剂性能的重要指标，性能优良的催化剂能够经济、高效的得到所需要的产物。该项研究成果有望帮助研究者构建出性能优良的催化剂，通过在催化剂中构建更多的活性位点，或者在一定条件下，使已有的活性位点在反应中不被分解，从而达到高效催化反应的目的。他们的最终目的是加深对催化剂活性位对高效反应的影响的认识，从而为工业界带来新的应用前景。 

　　这一研究成果发表在《ACS 催化》期刊上（ACS Catal., 2015, 5(7), pp 3945–3952），并被选为该期杂志的封面文章。 

        （来源：http://www.x-mol.com/news/969） 

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