與H₂輔助活化模式相比，CO₂直接解離為羰基（*CO）的簡化反應路線有利于CO₂相關的合成過程和催化劑升級，但穩定的C=O雙鍵使其非常具有挑戰性。

2024年10月23日，山東大學賈春江教授和王偉偉高級實驗師、南開大學劉錦程特聘研究員在國際頂級期刊Nature Communications發表題為《Direct cleavage of C=O double bond in CO₂ by the subnano MoO_x surface on Mo₂N》的研究論文。

在此，作者在Mo₂N表面構建了亞納米MoO₃層，為催化CO₂加氫提供了動態變化的MoO₃?MoO_x (x<3)表面。具有高給電子能力的亞納米MoO_x表面豐富的氧空位像剪刀一樣直接剪切CO₂的C=O雙鍵，以高速形成CO。CO₂解離中析出的O原子被H₂及時除去，重新生成活性氧空位。

由于CO₂的解離活化能力大大增強，這種沒有任何負載活性金屬的MoO_x/Mo₂N催化劑在催化CO₂加氫生成CO方面表現出優異的性能。在異質結構上構建高度無序的缺陷表面為分子活化開辟了新的途徑。

圖1：MoO_x表面在Mo₂N上的結構表征和催化性能

圖2：MoO_x/Mo₂N對CO₂加氫生成CO的催化性能

圖3：MoO_x/Mo₂N表面和體相結構的識別

Liu, HX., Wang, WW., Fu, XP.et al.?Direct cleavage of C=O double bond in CO₂?by the subnano MoO_x?surface on Mo₂N.?Nat. Commun.?15, 9126 (2024).