鑑於環氧開環在決定反應速率中的關鍵作用，設計具有豐富活性位點的催化劑以促進環氧化物吸附和 C-O 鍵斷裂對於高效生成環狀碳酸鹽至關重要。 基於此，中國科學技術大學張曉東教授、王輝教授、張紅軍教授（共同通訊作者）本文以二維FeOCL為模型，報道了空位簇工程在密閉區域構建電子供體和受體單元，以促進環氧化合物的開環。 由於這些優點，具有Fe-Cl空位團簇的Feocl奈米片表現出環狀碳酸鹽的形成，CO2與環氧化物的環加成增強了碳酸鹽的形成。
通過原位漂移測量，作者研究了Fe-Cl空位團簇在CO2與環環的新增中的作用，其中催化劑和PO在413 K時為0在3MPa CO 2氣氛下在反應室中混合。 1047 cm-1附近的峰值是由於C-O物種的對稱拉伸振動，隨著反應時間的增加而改善，證實了FeoCl-VFE-Cl在Po上顯著的開環。 1409 cm-1 和 1650 cm-1 附近的峰值對應於 CoO 基團的 C-O 鍵和 c=O 物種的對稱拉伸振動，其增量證實了羰基中間體的形成。 原位漂移結果表明，CO2在PO中的加環作用涉及Cl位點對Po碳原子的侵襲，導致開環中間體的形成CO2 插入導致碳酸鹽中間體的形成。
通過DFT計算，揭示了缺陷型別對樣品催化行為的影響。 考慮到 C-O-C 環的開啟過程是向 PO 環中加入 CO2 的速率決定步驟。 對於具有Cl空位和Fe-Cl空位簇的FeOCL板，TS能壘分別為106。6 和 667 kJ mol-1，表明FeoCl-VFE-Cl奈米片具有更大的動力學反應性。 除CO2外，FeoCl-VFE-Cl的能壘滿足565 kJ mol-1 的上坡能量低於 FeoCl-VCL 的能量 （84.）。9 kj mol-1）。從DFT模擬來看，FeoCl-VFE-Cl奈米片上PO的CO2環加成活性的增強可歸因於其較低的能壘，這是由於鹵素塗層表面上的電子給體和受體單元的優化所致。
vacancy-cluster-mediated surface activation for boosting co2 chemical fixation. chem. sci.,, doi: 10.1039/d2sc05596a.