磷掺杂调控路易斯酸位点实现SO2耐受型催化氧化

本文推荐一种创新的磷（P）掺杂策略，通过调控MnO2催化剂的路易斯酸（Lewis acid）位点电子密度与配位环境，显著提升甲苯氧化活性及SO2耐受性。研究揭示P掺杂可强化Mn位点酸性、促进表面晶格氧（lattice oxygen）活化，并有效抑制SO2化学吸附，为设计抗毒化过渡金属氧化物（TMO）催化剂提供新思路。

　　

Highlight
通过磷掺杂调控路易斯酸位点实现SO₂耐受型催化氧化

Materials
实验采用2-(N-吗啉代)乙磺酸（MES，试剂级）、高锰酸钾（KMnO₄，分析纯）及次磷酸钠（NaH₂PO₂，分析纯）等原料，通过氧化还原法制备催化剂。

Catalyst preparation
MnO₂催化剂通过化学还原法合成：将KMnO₄与MES溶于去离子水，经水热反应获得前驱体，再通过磷化处理实现P掺杂。

Structure and composition
原位热重-差热-质谱（TG-DTA-MS）分析显示，NaH₂PO₂分解释放的磷物种可渗透MnO₂晶格。X射线衍射（XRD）表明P掺杂未改变MnO₂晶型，但X射线光电子能谱（XPS）证实Mn电子密度降低，形成强路易斯酸位点。

Conclusion
P掺杂策略通过优化Mn位点局部化学环境，协同增强路易斯酸强度与表面晶格氧活性，不仅提升甲苯氧化效率，还通过削弱SO₂吸附实现长效抗毒化性能，为TMO催化剂设计提供新范式。

（注：翻译部分已省略文献引用标识及图表标注，专业术语保留原文格式并添加英文缩写注释）