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鉴于环氧化物开环在确定反应速率中的关键作用，设计具有丰富活性位点的催化剂以促进环氧化物吸附和C-O键断裂对于高效生成环状碳酸酯至关重要。
基于此，
中国科学技术大学张晓东教授、王辉教授和张宏俊教授（共同通讯作者）等人
报道了以二维FeOCl为模型，通过空位簇工程在受限区域内构建电子供体和受体单元，以促进环氧化合物的开环。
得益于这些优点，具有Fe-Cl空位簇的FeOCl纳米片表现出通过CO
2
与环氧化物的环加成而增强的环状碳酸酯生成。
通过原位DRIFTS测量，作者研究了Fe-Cl空位簇在CO
2
与环氧化物环加成中的作用，其中催化剂和PO在413 K的0.3 MPa CO
2
气氛下在反应室中混合。
1047 cm
-1
附近的峰值是归因于C-O物种的对称拉伸振动，随着反应时间的增加而改善，证实了FeOCl-V
Fe-Cl
对PO的显著开环。
1409 cm
-1
和1650 cm
-1
附近的峰对应于C-O键的对称拉伸振动和COO基团的C=O物种的拉伸振动，其增量证实了羰基中间体的形成。
原位DRIFTS结果表明，CO
2
与PO的环加成涉及Cl位对PO的碳原子的攻击，导致开环中间体的形成；CO
2
插入导致碳酸盐中间体的形成。
通过DFT计算，作者揭示了缺陷类型对样品催化行为的影响。考虑到C-O-C环的打开过程是CO
2
与PO环加成的速率决定步骤。
对于具有Cl空位和Fe-Cl空位簇的FeOCl板，TS能垒分别为106.6和66.7 kJ mol
-1
，表明FeOCl-V
Fe-Cl
纳米片具有更大的动力学反应活性。
除CO
2
外，FeOCl-V
Fe-Cl
的能量势垒满足56.5 kJ mol
-1
的能量上坡，低于FeOCl-V
Cl
的能量上坡（84.9 kJ mol
-1
）。
从DFT模拟来看，FeOCl-V
Fe-Cl
纳米片上PO的CO
2
环加成活性的增强可归因于其较低的能量势垒，由卤素涂层表面上优化的电子供体和受体单元引起。
Vacancy-Cluster-Mediated Surface Activation for Boosting CO
2
Chemical Fixation.
Chem. Sci.,
2022
, DOI: 10.1039/D2SC05596A.
https://doi.org/10.1039/D2SC05596A.
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