来源：X-MOL
合理设计用于氧化还原过程和催化的二氧化铈基材料需要了解表面结构如何控制氧交换动力学。虽然二氧化铈晶面的热力学还原性已得到充分证实，但其反应动力学仍难以捉摸。本文中，我们分离了形貌可控的CeO₂纳米立方体和纳米八面体（分别主要暴露{100}和{111}晶面）氧化还原循环的热力学和动力学贡献。通过结合瞬态动力学研究、原位光谱和多尺度动力学模型，我们揭示了一种反直觉的动力学趋势：等温H₂还原法测得的H₂O生成速率与程序升温还原(TPR)所确定的表观还原性相矛盾。CeO₂(100)在高热力学电位驱动下发生深度还原，但由于稳定表面羟基的形成抑制了H₂O的脱附，其动力学过程缓慢。相比之下，CeO2(111)能够促进快速的、表面限域的氧化还原循环，避免了此类动力学瓶颈。我们的研究结果表明，材料的氧化还原性质不能仅通过氧空位形成热力学来预测，而主要取决于表面反应的动力学可逆性。