在現(xiàn)代化工中，90%以上的生產(chǎn)過程需要催化劑的參與。催化劑的應(yīng)用可以改變化學(xué)反應(yīng)速率，提高新物質(zhì)、新材料的合成效率，是化工生產(chǎn)中必不可少的環(huán)節(jié)。其中，負(fù)載型金屬催化劑在化學(xué)工業(yè)和環(huán)境清潔方面有著廣泛的應(yīng)用。但是，由於催化過程的復(fù)雜性，催化作用機(jī)理與催化劑設(shè)計(jì)存在著長(zhǎng)期挑戰(zhàn)，理論研究與實(shí)際應(yīng)用過程存在著明顯“鴻溝”。

日前，大連理工大學(xué)劉家旭教授團(tuán)隊(duì)與華中師范大學(xué)郭彥炳教授課題組等科研人員組成的合作團(tuán)隊(duì)，在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表文章，闡釋了該團(tuán)隊(duì)在負(fù)載型催化劑研制方面取得的突破性進(jìn)展。研究表明，在設(shè)計(jì)高效負(fù)載型催化劑時(shí)，需要精確構(gòu)建金屬與載體之間的界面結(jié)構(gòu)，並充分利用氫在催化過程中的獨(dú)特作用。

團(tuán)隊(duì)研制了世界首套雙光束原位透射紅外光譜，在催化反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)了新機(jī)制。從2019年開始，團(tuán)隊(duì)反復(fù)實(shí)驗(yàn)及深入研討，最終通過修飾氧化鈰上的鉑單位點(diǎn)，設(shè)計(jì)並確定了新的“鉑-鈰-氫”三元界面氫化活性中心結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的一氧化碳氧化反應(yīng)速率比鉑單位點(diǎn)高出9倍。這種新型的氫化反應(yīng)中心能夠顯著提高氧化反應(yīng)的速率和產(chǎn)物的選擇性，克服了傳統(tǒng)催化劑在效率和選擇性方面存在的瓶頸。研究團(tuán)隊(duì)表示，界面氫化反應(yīng)中心的概念可以擴(kuò)展到負(fù)載型金屬催化劑，將為更多重要的多相催化反應(yīng)提供可靠的技術(shù)路徑。（記者吳琳 通訊員王增強(qiáng)）

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