1.Acidobazická regulační funkce povrchových hydroxylových skupin
Hydroxylové skupiny (-OH) mohou vykazovat kyselost nebo zásaditost na povrchu oxidů kovů ve formě příjmu nebo dodávky protonů. Úpravou množství a distribuce hydroxylových skupin lze dosáhnout přesné kontroly kyselosti a zásaditosti povrchu, a tím ovlivnit aktivační dráhu a selektivitu katalytických reakcí.
2.Vliv na elektronovou strukturu a adsorpční chování
Přítomnost hydroxylových skupin může změnit lokální elektronovou hustotu na povrchu, a tím regulovat elektronovou strukturu aktivních míst. Simulace hustoty funkční teorie (DFT) ukazují, že různé hustoty hydroxylů (jako je přemosťující hydroxyl a pseudo přemosťující hydroxyl) vedou k významným rozdílům v povrchové vazebné energii a distribuci náboje, které přímo ovlivňují adsorpční sílu a aktivační energii molekul substrátu.
3.Toxický mechanismus způsobený adsorpcí molekul vody
Ve skutečném reakčním prostředí se molekuly vody adsorbují a disociují za vzniku povrchových hydroxylových skupin, čímž dojde k „otravě vody“. Tyto nově vytvořené hydroxylové skupiny obsadí původní aktivní místa (jako jsou kyslíková volná místa), brání regeneraci kyslíkových volných míst a povedou k rychlému poklesu aktivity katalyzátoru.
4.Jemné řízení hustoty hydroxylů a prostorové distribuce
Prostorové uspořádání hydroxylových skupin (přemostění, pseudo přemostění, jednotlivé hydroxylové skupiny) určuje geometrické a chemické vlastnosti povrchové struktury. Úpravou pokrytí hydroxylových skupin lze dosáhnout systematické kontroly polarity povrchu, hydrofilní/hydrofobní rovnováhy a termodynamické stability katalyzátorů.
5.Ochrana a reaktivace aktivních míst
Funkcionalizací povrchu nebo zavedením hydrofobních molekul může být nadměrná akumulace hydroxylových skupin selektivně eliminována nebo zabráněna, čímž se chrání aktivní místa a obnovuje se cyklické využívání volných míst kyslíku. Tento typ inženýrské metody může významně zvýšit vlastní aktivitu katalyzátorů na bázi oxidů přechodných kovů.
