近日，江西科技师范大学化学学部夏良辉博士在国际期刊《Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects》上发表了题为“Electronic structure and oxygen vacancy modulation in PdMo₂O_x/CeO₂ catalyst for enhanced propane combustion and water resistance”的研究论文。

图1.  Mo改性Pd基催化剂提升丙烷燃烧及抗水性能机理示意图

在环境催化领域，低碳烷烃（如丙烷）的催化完全氧化一直因C-H键化学惰性强而面临重大挑战。研究团队成功合成了一系列过渡金属（W、Mo、Cr）修饰的Pd基催化剂（PdM₂O_x/CeO₂），并系统评估了其催化丙烷燃烧的性能。其中， Mo改性的PdMo_2Ox/CeO2催化剂展现出极为卓越的催化活性。其在约270°C即可实现90%的丙烷转化率，反应速率高达2.05 ×10^-7 mol·g^-1·s^-1，是未修饰催化剂的5倍。该催化剂同时具备优异的稳定性及抗水蒸气干扰能力。与之形成对比的是，W的修饰对催化性能产生了抑制作用。综合表征与密度泛函理论（DFT）计算，研究揭示了性能提升的内在机制。Mo的引入显著增强了催化剂的氧迁移能力，大幅提升了Lewis/Brønsted酸性位点浓度与表面氧空位数量，并有效降低了氧空位形成能。同时，Mo还调控了Pd的电子结构，使其更利于反应物吸附。原位红外光谱进一步证实，由此产生的“酸性与氧化还原协同效应”能够快速分解抑制反应的羧酸盐中间体，避免其积累导致催化剂失活。此项研究不仅深化了催化剂酸性位点与氧化还原性能协同作用机制的理解，更为设计高效低碳烷烃净化催化剂提供了明确且极具前景的新策略。

论文第一作者为化学化工学院2024级硕士研究生李欢，夏良辉博士为该论文的第一通讯作者，西安交通大学建艳飞助理教授、何炽教授为论文的共同通讯作者，江西科技师范大学为该论文第一通讯单位。该研究得到国家自然科学基金（22476157、22276145、22206153）、中国博士后基金（2023M732782, 2023T160516）、中央高校基本研究经费（xzy012024034）、江西省自然科学基金（20252BAC200232, 20252BEJ730330）以及江西科技师范大学博士科研启动经费（2025BSQD006)等项目的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2026.139610