1.表面水酸基の酸塩基制御機能
水酸基（-OH）は、プロトンの受容または供給の形で金属酸化物の表面で酸性またはアルカリ性を示すことができます。ヒドロキシル基の量と分布を調整することで、表面の酸性とアルカリ性を正確に制御でき、それによって活性化経路と触媒反応の選択性に影響を与えます。
2.電子構造と吸着挙動への影響
ヒドロキシル基の存在により、表面上の局所的な電子密度が変化し、それによって活性サイトの電子構造が制御される可能性があります。密度汎関数理論 (DFT) シミュレーションは、異なるヒドロキシル密度 (架橋ヒドロキシルと擬似架橋ヒドロキシルなど) が表面結合エネルギーと電荷分布に大きな違いをもたらし、それが基質分子の吸着強度と活性化エネルギーに直接影響することを示しています。
3.水分子の吸着による毒性メカニズム
実際の反応環境では、水分子が吸着および解離して表面水酸基を形成し、「水中毒」を形成します。これらの新たに生成されたヒドロキシル基は、元の活性サイト（酸素欠損など）を占有し、酸素欠損の再生を妨げ、触媒活性の急速な低下につながります。
4.水酸基密度と空間分布の微細な制御
ヒドロキシル基の空間的配置 (架橋、擬似架橋、個々のヒドロキシル基) は、表面構造の幾何学的および化学的特性を決定します。ヒドロキシル基の被覆率を調整することにより、触媒の表面極性、親水性/疎水性平衡、および熱力学的安定性の体系的な制御を達成できます。
5.活性部位の保護と再活性化
表面官能化または疎水性分子の導入により、ヒドロキシル基の過剰な蓄積を選択的に除去または防止することができ、それによって活性部位を保護し、酸素欠損の循環利用を回復します。このタイプのエンジニアリング方法は、遷移金属酸化物触媒の固有の活性を大幅に高めることができます。
