北科院分析測(cè)試所在探索催化活性位點(diǎn)動(dòng)態(tài)演化方面發(fā)表重要綜述文章
圖1. 論文相關(guān)信息
圖2. 原位（in situ）和操作條件（operando）表征技術(shù)示意圖
催化是應(yīng)用背景廣泛、綜合性強(qiáng)的學(xué)科，是當(dāng)前化學(xué)學(xué)科的前沿和化學(xué)工業(yè)的支柱，它在能源的開發(fā)利用、環(huán)境污染的防治和化學(xué)品的生產(chǎn)研究中正起著越來越重要的作用。普遍認(rèn)為催化劑表面活性位點(diǎn)（active site）是實(shí)際發(fā)生催化反應(yīng)的部位，隨著研究的深入和表征技術(shù)的發(fā)展，研究人員發(fā)現(xiàn)活性位點(diǎn)的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、尺寸不是一成不變的，明晰催化劑活性位點(diǎn)的識(shí)別與理解對(duì)于提高催化效率十分必要且關(guān)鍵。
本文詳細(xì)探討了不同反應(yīng)條件下，活性位點(diǎn)如何在單原子、團(tuán)簇和納米顆粒之間動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變，以及這些轉(zhuǎn)變?nèi)绾斡绊懘呋阅。文章指出，通過原位（in situ）和工況條件下的（operando）表征技術(shù)，研究者能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控活性位點(diǎn)的微觀結(jié)構(gòu)變化及其催化性能的同步變化，從而更精確地揭示催化過程中的活性位點(diǎn)本質(zhì)。該研究成果不僅為科學(xué)界對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系提供了思路，也為設(shè)計(jì)新型高效催化劑提供了理論基礎(chǔ)。此外，研究還討論了識(shí)別反應(yīng)過程中真實(shí)活性位點(diǎn)所面臨的挑戰(zhàn)及未來的研究方向，預(yù)示著催化研究中的新領(lǐng)域。
本文為催化性能提升提供了全新視角，是北京市科學(xué)技術(shù)研究院分析測(cè)試研究所（以下簡(jiǎn)稱“分析測(cè)試所”）先進(jìn)材料創(chuàng)制及原位表征研究團(tuán)隊(duì)在推進(jìn)新材料合成、催化相關(guān)基礎(chǔ)及應(yīng)用研究的重要階段性成果，展示了分析測(cè)試所在落實(shí)我院新材料前瞻布局、加強(qiáng)前沿技術(shù)研發(fā)、提升創(chuàng)新能力、培育新質(zhì)生產(chǎn)力方面的重要進(jìn)展。
本文得到國(guó)家自然科學(xué)基金、北京市自然科學(xué)基金、北科青年學(xué)者、北科萌芽計(jì)劃資助，并以“Understanding the Dynamic Evolution of Active Sites among Single Atoms, Clusters, and Nanoparticles”（鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202415265）為題發(fā)表于國(guó)際頂尖期刊Advanced Materials（先進(jìn)材料）（影響因子27.4）。北京市科學(xué)技術(shù)研究院段鵬飛和清華大學(xué)楊洪襯為本論文的第一作者，分析測(cè)試所劉向文研究員、武漢理工大學(xué)熊玉立副研究員、清華大學(xué)王定勝教授為本論文的通訊作者。
