近日,中国科学院大连化学物理研究所航天催化与新材料研究室乔波涛研究员、张涛院士研究团队在单原子催化研究方面取得新进展,发现单原子催化剂在醇选择性氧化反应中具有远超纳米催化剂的活性和选择性,首次提出并证明单原子催化剂界面最大化的特性是催化剂具有这种优异表现的重要原因。
该团队深入研究了氧化铈负载Au、Pt单原子和纳米催化剂对于苯甲醇选择氧化的性能。研究表明单原子催化剂不仅具有高的催化效率,而且具有更高选择性,此外还具有较好的底物适用性和反应稳定性。详细机理研究揭示了界面处的晶格氧具有更高的反应活性和选择性。单原子催化剂的界面最大化特性,最大比例地活化了载体二氧化铈中的晶格氧参与氧化,是单原子催化剂比普通纳米催化剂具有更高选择性和活性的重要原因。该研究为高效醇氧化催化剂的开发提供了新思路,也为其他金属—载体界面协同催化的催化剂设计提供了启示。