费托合成是将合成气催化转化为长链重质烃的工艺过程。在此过程中，CO活化、歧化反应以及烃类脱氢反应都可以在催化剂表面形成碳物种，而碳物种对费托反应的作用一直存在争议。本文通过对主要暴露面为HCP-Co(10-11)的单晶钴进行不同条件的预处理，成功构建了具有不同含量原子碳物种的模型催化剂，并采用程序升温加氢、拉曼和红外等表征手段对催化剂中的原子碳物种含量和存在形式进行分析。结果表明，在引入原子碳物种后，钴基催化剂的活性和CH4选择性与原子碳物种数量和存在形式密切相关。含碳量为5.72%的P-Co-C3催化剂具有较高的CO转化率，可达72.2%；而含碳量为3.01%的P-Co-C2催化剂具有较低的CH4选择性，仅为4.2%。此外，表征结果进一步证明该原子碳物种是以C(无定形碳)和Cx Hy两种形式共存，其在反应过程中可能参与了FT反应，进而提升其反应性能。