由于C1气体小分子在控制全球气候变化中的重要影响，CH4、CO、CO2等C1分子的催化选择性转化受到了广泛关注。通常，H2O与反应物分子竞争吸附在活性位点上，从而抑制反应或导致催化剂失活，而H2O也可以作为反应物或助剂参与C1分子的催化转化。在课题组之前的工作中（Chem 6, 419–430），冶金节能减排创新团队李孔斋、王华教授和Jingguang G. Chen教授就已发现水在CO2加氢反应中的重要作用（水与甲氧基的水解反应是甲醇生成的最后一步，而非通常认为的甲氧基继续加氢反应；解离脱附水是与甲氧基反应生成甲醇的活性物种，催化剂的三维有序大孔结构可有效促进水在催化剂颗粒间的扩散速率，从而获得高的甲醇选择性。此外，在反应气中加入少量的水能够提升甲醇产率）。
近日，团队李孔斋教授、王华教授联合哥伦比亚大学Jingguang G. Chen教授、美国阿贡国家实验室纳米材料研究中心Gengnan Li教授在Journal of The American Chemical Society上发表题为“Role of H2O in Catalytic Conversion of C1 Molecules”的观点评述文章。该论文对水介导的C1分子转化机理研究的最新进展进行了评述，目标是对H2O作为促进剂、质子转移剂、氧化剂、氢或氧的直接供体，及其对催化活性、选择性和稳定性的影响提供深入和系统的见解。总结了通过化学或物理手段修饰催化剂或催化微环境的策略，以优化H2O对C1分子反应的积极影响、最小化其负面影响。最后，讨论了催化剂设计、表征技术和C1分子催化转化的理论建模方面的挑战和机遇。
图文摘要
第一作者介绍：江磊，昆明理工大学冶金与能源工程学院，冶金节能减排课题组博士研究生，研究方向为冶金炉气高值转化催化材料。在JACS、J. Energy Chem., Chem. Eng. J., 等期刊上发表论文5篇，其中1篇入选ESI热点及高被引论文。申请中国发明专利5项，授权1项。作为项目负责人获第八届云南省“互联网+”大学生创新创业大赛金奖、第十六届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛一等奖、第四届全国大学生冶金科技竞赛一等奖等。