1.Yüzey hidroksil gruplarının asit-baz düzenleme fonksiyonu
Hidroksil grupları (-OH), metal oksitlerin yüzeyinde proton alımı veya sağlanması şeklinde asitlik veya alkalilik sergileyebilir. Hidroksil gruplarının miktarını ve dağılımını ayarlayarak yüzey asitliği ve alkalinitesinin hassas kontrolü sağlanabilir, böylece katalitik reaksiyonların aktivasyon yolu ve seçiciliği etkilenebilir.
2.Elektronik yapıya ve adsorpsiyon davranışına etkisi
Hidroksil gruplarının varlığı yüzeydeki lokal elektron yoğunluğunu değiştirebilir, böylece aktif bölgelerin elektronik yapısı düzenlenebilir. Yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT) simülasyonları, farklı hidroksil yoğunluklarının (köprü hidroksil ve sahte köprü hidroksil gibi), yüzey bağlanma enerjisinde ve yük dağılımında, substrat moleküllerinin adsorpsiyon gücünü ve aktivasyon enerjisini doğrudan etkileyen önemli farklılıklara yol açtığını gösterir.
3. Su moleküllerinin adsorpsiyonundan kaynaklanan toksik mekanizma
Gerçek reaksiyon ortamında, su molekülleri yüzeyde hidroksil grupları oluşturmak üzere adsorbe edilecek ve ayrışacak ve "su zehirlenmesi" oluşturacaktır. Bu yeni üretilen hidroksil grupları, orijinal aktif bölgeleri (oksijen boşlukları gibi) işgal edecek, oksijen boşluklarının yenilenmesini engelleyecek ve katalizör aktivitesinde hızlı bir düşüşe yol açacaktır.
4. Hidroksil yoğunluğunun ve mekansal dağılımının ince kontrolü
Hidroksil gruplarının uzaysal düzeni (köprüleme, sahte köprüleme, bireysel hidroksil grupları) yüzey yapısının geometrik ve kimyasal özelliklerini belirler. Hidroksil gruplarının kapsamını ayarlayarak, yüzey polaritesinin, hidrofilik/hidrofobik dengenin ve katalizörlerin termodinamik stabilitesinin sistematik kontrolü sağlanabilir.
5. Aktif sitelerin korunması ve yeniden etkinleştirilmesi
Yüzey fonksiyonalizasyonu veya hidrofobik moleküllerin eklenmesiyle, hidroksil gruplarının aşırı birikimi seçici olarak ortadan kaldırılabilir veya önlenebilir, böylece aktif bölgeler korunabilir ve oksijen boşluklarının döngüsel kullanımı eski haline getirilebilir. Bu tür bir mühendislik yöntemi, geçiş metali oksit katalizörlerinin içsel aktivitesini önemli ölçüde artırabilir.
