山东大学贾春江和湖南大学马超团队报道了在用于高温逆水煤气变换(RWGS)反应的高Cu负载量(15wt%)的Cu-CeO2催化剂中构建了充足和稳定的铜团簇以提升催化性能。对于高温催化反应而言，开发既具有高活性又具有良好稳定性的催化剂一直是一个难题。在本工作中，在实际反应过程中，在部分烧结的铜铈催化剂上稳定地构建了高负载量(15wt%)的高分散活性铜团簇。优化后的15CuCe催化剂在较高的操作温度下对RWGS反应表现出优异的催化性能，几乎超过了已报道的所有非贵金属催化剂和昂贵的贵金属催化剂。高温还原气氛的苛刻反应条件导致CeO₂载体部分烧结，而Cu和CeO2之间的相互作用保持较好。这种意想不到的稳定相互作用确保了铜粒子在部分烧结的CeO2载体上以2D层状团簇和3D半球状团簇的形式保持稳定。此外，在反应过程中，大量的表面氧空位被原位生成并循环消耗，与铜团簇形成协同催化效应，促进了CO2的活化和活性中间体的形成。该催化剂具有无与伦比的活性和固体稳定性，在实际应用中显示出巨大的潜力。烧结型催化剂结构-功能关系的揭示也为其他反应体系提供了参考。相关工作以题为“Partially sintered copper‒ceria as excellent catalyst for the high-temperature reverse water gas shift reaction”的研究性文章在Nature Communications上发表。