负载型催化剂研制取得突破性进展

在现代化工中，90%以上的生产过程需要催化剂的参与。催化剂的应用可以改变化学反应速率，提高新物质、新材料的合成效率，是化工生产中必不可少的环节。其中，负载型金属催化剂在化学工业和环境清洁方面有着广泛的应用。但是，由于催化过程的复杂性，催化作用机理与催化剂设计存在着长期挑战，理论研究与实际应用过程存在着明显“鸿沟”。

日前，大连理工大学刘家旭教授团队与华中师范大学郭彦炳教授课题组等科研人员组成的合作团队，在国际学术期刊《科学》发表文章，阐释了该团队在负载型催化剂研制方面取得的突破性进展。研究表明，在设计高效负载型催化剂时，需要精确构建金属与载体之间的界面结构，并充分利用氢在催化过程中的独特作用。

团队研制了世界首套双光束原位透射红外光谱，在催化反应中发现了新机制。从2019年开始，团队反复实验及深入研讨，最终通过修饰氧化铈上的铂单位点，设计并确定了新的“铂-铈-氢”三元界面氢化活性中心结构。该结构的一氧化碳氧化反应速率比铂单位点高出9倍。这种新型的氢化反应中心能够显著提高氧化反应的速率和产物的选择性，克服了传统催化剂在效率和选择性方面存在的瓶颈。研究团队表示，界面氢化反应中心的概念可以扩展到负载型金属催化剂，将为更多重要的多相催化反应提供可靠的技术路径。