香港城市大学彭咏康Appl. Catal. B：一步法大量制备负载型超小CeO2催化剂，优化Lewis酸性强度用于2-氰基吡啶辅助的碳酸二甲酯高效合成

本文介绍了一项关于高效制备CeO2催化剂用于碳酸二甲酯（DMC）合成的研究。背景方面，DMC是重要的绿色化工原料，传统合成方法受热力学限制，产率低，2-氰基吡啶（2-Cp）作为脱水剂可促进反应，但高性能CeO2催化剂制备复杂且构效关系不清晰。研究目的旨在开发一种简便、可规模化的一步法策略，制备负载型超小CeO2催化剂，并利用先进表征技术揭示Ce位点Lewis酸强度对反应活性的影响。结论表明，通过在空气中煅烧Ce(NO3)3与聚乙烯吡咯烷酮混合物，可获得负载于多孔碳框架中的超小CeO2纳米颗粒（约4.5 nm），该催化剂在2-Cp辅助的DMC合成中性能优异，且碳框架抑制了颗粒团聚，提升了循环稳定性。利用TMPO-31P NMR成功区分了不同样品的Lewis酸强度，发现其与2-Cp水合活性呈正相关，且2-Cp水合对酸强度更为敏感。DFT计算揭示了N修饰削弱酸强度导致活性下降的原子机制。该工作为CeO2催化剂的规模化制备和构效关系研究提供了新思路。