北京化工大学汪乐余教授和相国磊副教授（共同通讯作者）等人报道了以金红石（rutile, R）和锐钛矿（anatase, A）负载的Ru/TiO₂（Ru/R-TiO2和Ru/A-TiO₂）为模型催化剂，证明了金属-载体界面相容性（metal-support interfacial compatibility）对CO₂加氢中的MSI模式和催化性能具有关键控制作用。在本文中，作者展示了界面相容性在控制MSI模式、表面原子态以及CO₂加氢反应中的催化活性和选择性方面的关键作用。研究发现，金红石（R-TiO₂）和锐钛矿（A-TiO₂）用作载体可以改变界面结构，其中RuO₂与R-TiO₂具有相同的晶格结构，从而导致高界面相容性以形成外延覆盖层，但界面RuOx物质作为锚定层来加强Ru和R-TiO₂之间的界面结合。对于CO₂加氢反应，通过在空气中对Ru/TiO2催化剂进行退火处理可以对催化活性和选择性进行反向改变。在R-TiO₂上，Ru显示出增强的活性和CH₄的主要选择性；在A-TiO₂上，Ru表现出降低的活性和CO的主要选择性。这些结果表明，界面相容性可以改变MSI模式，其中Ru/A-TiO2显示出正常的SMSI效应，而Ru/R-TiO₂显示出强的界面耦合。该工作为通过设计金属纳米颗粒和载体之间的界面相容性来提高催化性能铺平了道路。研究成果以题为“Interfacial compatibility critically controls Ru/TiO₂ metal-support interaction modes in CO2 hydrogenation”发布在Nature Communications上。