来源：X-MOL
Co3O4 催化剂表面和电子结构的原子级工程在基础催化机制和实际应用方面具有重要意义。本研究通过离子交换工艺设计了定义明确的 La 单原子掺杂 Co3O4 催化剂。理论和实验分析表明，单一 La 原子会选择性地在 Co3O4 中的八面体位点取代 Co3+离子。La 较大的离子半径会对相邻原子产生压缩应变，导致局部晶格畸变。为了释放局部张力，会自发形成一个不对称的 La–Vo–Co 点。由于空位形成，La 的配位数从 6 降至 4.7，导致价态降低并增强电子供与倾向。理论计算表明，单原子 La 掺杂导致 Co3O4 d 能带中心上移，从而增强其与氧气的相互作用。此外，La 的 5 维轨道电子在催化氧化过程中转移到分子氧的π*反键轨道，从而削弱氧键强度并促进氧解离。单原子的 La 修饰 Co3O4 催化剂在苄醇（BzOH）氧化过程中表现出显著的催化活性，使得转化率比未修饰的 Co3O4 提高了 4.5 倍。我们的研究成果为单原子稀土催化剂在异相氧化反应中的表征和理解提供了坚实基础。