Het onderzoeksteam onder leiding van Prof. Huang Weixin en Assoc. Prof. Zhang Wenhua van de Universiteit van Wetenschap en Technologie van China van de Chinese Academie van Wetenschappen, in samenwerking met Prof. Wang Ye van de Universiteit van Xiamen, onderzocht op de watergasverschuiving (WGS) en CO-hydrogeneringsreacties.

Ze observeerden de in situ reconstructie van de katalysator afhankelijk van de Cu-structuur en de reactieatmosfeer, en stelde vast dat Cu _Cu(100) -gehydroxyleerde ZnO-interface en Cu _{Cu (611)} Zn-legering waren de actieve plaatsen van Cu-ZnO-katalysator voor WGS-reactie en CO-hydrogenering tot methanolreactie, respectievelijk. Deze studie is gepubliceerd in Natuurcommunicatie .

Sinds de introductie van het concept van "actieve site, "Het identificeren van de actieve plaatsstructuur van de katalysator is de "Heilige Graal" geworden in de heterogene katalytische reactie. Dit soort actieve plaatsstructuur hangt af van de gekatalyseerde chemische reactie.

Cu-ZnO-Al ₂ O ₃ katalysator wordt veel gebruikt in commerciële watergasverschuiving (WGS, CO + H ₂ O → CO ₂ + H ₂ ) en CO-hydrogenering tot methanol (CO + 2H ₂ → CH ₃ OH), echter, de katalytische actieve plaatsstructuren van Cu-ZnO-Al ₂ O ₃ katalysator in deze twee acties blijven onduidelijk.

In dit onderzoek, de onderzoekers bereidden de goed gestructureerde ZnO / Cu-katalysator via morfologie-behoudende reductiemethode op basis van de goed gestructureerde ZnO / Cu ₂ O, en systematisch het katalytische gedrag van de ZnO / Cu-katalysator in WGS en CO-hydrogenering tot methanol bestudeerd met behulp van in situ karakteriseringstechnologie en theoretische berekening. Ze ontdekten dat in de watergasveranderingsreactie, ZnO/c-Cu _Cu(100) katalysator vertoonde de hoogste katalytische activiteit, en zijn katalytische prestatie was positief gecorreleerd met het aantal Cu(I)Cu _Cu(100) -ZnO-interfacesites.

Aanvullend, de onderzoekers observeerden de in situ vorming van CuZn-legering in de reactie van CO-hydrogenering tot methanol. De vorming van CuZn-legering was positief gecorreleerd met het aantal plaatsen met oppervlaktedefecten van Cu, en het werd het gemakkelijkst gevormd op de plaats van het oppervlakdefect van c-Cu _Cu(100) (Cu (611)). De vormingssnelheid van methanol gekatalyseerd door ZnO / Cu _Cu(100) katalysator is positief gecorreleerd met het aantal CuZn-legeringsplaatsen. Door deze resultaten te combineren met theoretische berekening, de onderzoekers vastgesteld dat Cu _{Cu (611)} Zn-legering is de katalytische actieve plaats.

Prof. Huang heeft het concept van "nanokristallijne modelkatalysator, " en voerde onderzoek uit naar katalytische oppervlaktechemie en bepaalde actieve plaatsen van katalysatoren en katalytisch mechanisme onder industriële katalytische reactieomstandigheden. In voormalige werken, zijn groep heeft de gestructureerde Cu2O / Cu nanokristallen bestudeerd, en een reeks resultaten werden gepubliceerd in Angewandte Chemie (in 2011, 2014, en 2019) en Natuurcommunicatie .