华算科技缺陷吸附能电子转移缺陷催化局部配位数键长键角电荷密度分布图的构筑示意、应变前后结构、和氢吸附自由能，用于呈现、单原子与曲率应变共同改变反应能量的方式。：理想晶面中的表面原子常处在相对饱和的，反应物靠近时，吸附强度可能偏弱，电子交换也可能受限。引入空位后，邻近金属或非金属原子留下未饱和轨道，局域结构产生应变，在缺陷邻域中的成键能力会改变。

缺陷与金属单原子相邻时，反应位点往往由多个原子共同构成。会把吸附、解离和偶联分配到不同邻近原子上。水分子、氢物种或含氧中间体在同一缺陷邻域内迁移，反应步骤之间的能量差随之改变。

局部应变d未饱和键电催化界面中，缺陷周围的电荷积累还会改变双电层离子排列和水分子取向。、、或接近表面的概率随局部电场而变化。活性变化不仅来自固体内部，也包含界面反应物浓度和局部溶剂环境的改变。

引入缺陷为什么能提升催化活性？

缺陷会产生新的催化位点

局域对称性自旋状态Fe-N4Co-N4MoWCo图的、、、、硫空位强度线和应变分析，给出单原子、硫空位与曲率结构的局域结构信息。：空位邻域的金属原子并非裸露成孤立点，而是保留在周围晶格的约束中。同时受到邻近原子、电荷补偿和晶格应变影响。配位数下降只提供反应可能性，位点能否稳定吸附中间体，还取决于周围晶格能否维持合适的键长和电荷分布。

暴露位点数量晶体有序度图的制备流程、、、和结果，标出不同硫空位含量样品中的原子缺失位置。：空位浓度升高会增加未饱和位，但材料仍要保留足够的晶格连续性。只有在稳定晶格支撑下才会反复参与吸附和脱附；空位过密时，局部无序、相变和导电性下降会抵消位点数量增加带来的收益。

表面空位亚表面空位BETECSA位点数量与位点质量常会分离TOF催化反应要求表面与吸附物形成合适强度的键。缺陷引入后，禁带中间态、轨道占据、杂化和局部电荷积累都会改变。位置，表面对反应物前线轨道的电子供给或回馈能力增强；，电子参与反应的能力下降。同一吸附物在不同缺陷邻域中会呈现不同停留时间和解离概率。

4. 2H-MoS22H-MoS2-VS1T”’-MoS2-VSMo-MoH2O/DOI10.1038/s41467-022-33636-8

–缺陷调控吸附能吸附能过弱，反应物停留时间短；吸附能过强，中间体难以脱附或继续转化图及其二空位模型上的自由能、吸附能、键长、、函数、电荷密度差和自旋密度。：碳骨架中的二空位会改变金属氮配位中心的电子环境，使金属轨道与反应物轨道的重叠强度改变。后，、或等关键键的键长和电荷占据会变化，中间体活化程度随之改变。

局域态密度电荷转移阻力TafelRctHER、、还原和氮还原都包含多个。缺陷改变某一步中间体的吸附能，也会改变后续质子电子转移、键断裂和产物脱附。会使空位的上表面和下表面呈现不同活性。取向差异会改变中间体靠近金属中心的空间方式。

6.FeN45-8-5555-7775-7-7-5FeORRDOI10.1038/s41467-022-29797-1

*O2*OOH*O*OH选择性变化CO2还原要求线性分子弯曲并接收电子，随后生成等中间体。随金属嵌入而增强，亚表面氧缺陷的电子可向表面活性位迁移。电子富集的表面缺陷会提高弯曲和氢化中间体生成概率。

7. In2O3In-In2O3CO2FT-IRC-OCO2DOI10.1038/s41467-022-30958-5

–CO2H缺陷改变反应路径同一材料在不同反应中可能偏向不同产物。增加会改变后续氢化或脱附比例，变化会改变相邻位点之间的竞争吸附。选择性来自位点结构、反应物浓度和外加电位的耦合。

缺陷还会改变酸碱性和氧化还原循环Mars-van Krevelen空位浓度升高会增加未饱和位点，同时可能造成晶格无序、相变、团聚或导电网络破坏。–常出现在反应气氛、电位、、温度和光照共同作用下。电解液或反应气体中的原子也会参与空位填补和再生。

8. In2O3TEM/HRTEM/AFMInDOI10.1038/s41467-022-30958-5

缺陷位置反应气氛工作态重构因此，缺陷提升催化活性的原因可归纳为具体原子过程：产。高活性缺陷还要保留稳定晶格、连续传输和可逆补偿能力；当缺陷诱导的结构破坏超过材料承受范围，活性提升会转化为失稳、选择性下降或循环衰减。