华中师范大学团队揭示催化新机制

多相催化剂是能源转换和环境改善领域的关键技术之一，在这一领域，识别和准确控制催化剂中的活性位点一直是一个关键的科学问题。华中师范大学化学学院郭彦炳教授团队和合作伙伴的新研究首次揭示了负荷金属催化剂中氢化活性位点的形成机制和高效催化原理，为多相催化理论的发展和环境能源技术的应用开辟了新的道路。4月3日，科学(Science)这个结果是在网上发布的。

专家介绍，本研究以单原子铂负荷二氧化为基础。(Pt?/CeO?)为模型催化剂，结合原点X射线光电子能谱、原点中子散射谱等先进表征手段，揭示了Pt原子和CeO在氢气活性环境中的形成?媒体形成具有电子和几何限制效应的Pt2?-Ce3?对位点和负氢(Hδ?)新型氢化活性结构Pt2的结合?-Ce3?-Hδ?。该结构不仅大大提高了一氧化碳氧化反应的催化活性(提高了9倍以上)，而且在丙烷脱氢反应中显著提高了产品选择性(提高了2倍以上)，表现出优异的催化性能和反应选择性。

研究发现，这种新型氢化位点通过Hδ?中间体的可逆参与完成了富电子甲基物种的精确构建和氧物种反应活性的显著提高，兼顾了高效催化和循环再生能力，赋予了催化系统良好的稳定性和实用前景。这一发现不仅加深了对多相催化中活性位点形成和演变系统的理解，也为环境和能源领域催化剂的精确设计提供了理论依据和技术保障。

《中国科学报》注意到，近年来，郭彦炳教授团队长期专注于有机废气和一氧化碳等大气污染物的催化净化研究，建立了原始高效的清洁催化系统。在过去的五年里，团队在Sciencence中使用了通信作者。、JACS、PNAS、Nature 国际期刊发表了40多篇高水平论文，如Communications，为污染治理和绿色能源发展提供了重要的理论依据和技术实力。