高潞空气 & 中科院上海高研院张军团队ACS Catal：可控自组织元素还原-偏析构筑NiCo催化剂表面态增强甲烷干重整性能

本文针对甲烷干重整（DRM）反应中传统Ni基催化剂易积碳、烧结的问题，引入Co金属，采用乙二胺辅助溶解重结晶（ENdr）策略，以S-2分子筛为牺牲载体，制备了SiO2纳米线限域的NiCo合金催化剂（AT-NiCo-S2-ENdr）。研究提出以活化温度（AT）为“旋钮”，精准调控NiCo元素的还原-偏析自组织行为，从而构筑催化剂表面态。通过原位XAS、XPS、HAADF-STEM等表征，揭示了NiCo偏析行为贯穿氧化态向金属态转变的全过程。实验发现，当活化温度为700°C时，催化剂表面富集Co0和Ni−Ov−Si活性位点，在650-800°C宽温区间内表现出媲美贵金属的活性（甲烷反应速率580-960 μmol gcat⁻¹ s⁻¹），且经100小时长周期测试无积碳生成。机理研究表明，表面Co位点促进CO2吸附活化，氧空位助力关键中间体CH2*的氧化，从而有效抑制积碳。本研究为设计高效合金基催化剂提供了基于可控自组织行为的新思路。