在LaMnO3.15钙钛矿中工程化双功能La-O空位关联结构，以增强一氧化碳（CO）和挥发性有机化合物（VOC）的氧化性能

《Environmental Science & Technology》：Engineering Dual-Functional La–O Vacancy Associates in a LaMnO3.15 Perovskite for Enhanced CO and VOC Oxidation

氧空位与晶格氧协同活化机制研究：通过构建La-O空位关联体调控LaMnO3.15钙钛矿催化剂，降低CO燃烧T90至163°C并增强24小时稳定性，同时提升丙烷、甲苯、苯等VOCs催化性能。原位表征与DFT计算表明，晶格氧再生能提升41.7%而空位形成能降低18.2%，实现双功能协同效应。

　　

晶格氧的协同激活和氧空位的稳定对于优化氧化学反应及提升催化性能至关重要。然而，在挥发性有机化合物（VOC）燃烧过程中，氧空位容易被填充或消除，从而形成非反应性的晶格氧。在本研究中，我们通过引入La空位来构建La–O空位关联结构，以实现LaMnO_3.15钙钛矿中氧空位的稳定与晶格氧的激活这两种功能。与单个氧空位相比，这种空位关联结构能够诱导MnO₆单元内的分子轨道重构和电子重排，从而促进晶格氧的激活并促进氧分子参与反应，进而稳定氧空位。这使得CO燃烧时的着火温度（T₉₀）降至163°C，并且稳定性可维持24小时。此外，这种La–O空位关联结构在VOC（丙烷、甲苯和苯）燃烧中也表现出更优异的性能。通过结合多种原位表征技术和密度泛函理论计算，我们揭示了其协同作用机制：晶格氧的补充能量显著增强，而位于阳离子空位附近的氧空位形成能量则显著降低。这项研究为理解空位关联结构与氧化学反应之间的关系提供了基础，并为催化燃烧领域提供了有前景的策略。