為了推動單原子催化研究的發(fā)展,中國科學院大連化學物理研究所張濤院士、清華大學李雋教授和美國Arizona State University劉景月教授于2016年借“第十六屆國際催化大會”舉辦之機,在大連成功組織舉辦了第一屆“單原子催化國際研討會”。作為該研討會的內容之一,9月12日《催化學報》出版了單原子催化??4藢?彩占霭姘?篇視角、6篇前景、2篇綜述、2篇小綜述以及12篇研究論文在內的共計23篇論文,選擇性地展望和介紹了單原子催化劑的制備、各種表征技術在單原子催化劑結構鑒定中的應用以及單原子催化劑在不同催化反應中的應用。
多相催化作為現(xiàn)代化學工業(yè)中的關鍵技術,在社會進步與經濟發(fā)展中起著非常重要的作用。負載型貴金屬催化劑是重要的多相催化劑之一,由于具有高活性、高穩(wěn)定性等特點,被廣泛應用于諸多重要化學化工過程中。為了增加金屬利用效率和性能,通常將這些金屬以納米尺度的粒子分散到高比表面積的載體上。但由于只有納米粒子表面的原子能夠參與催化反應,因而其原子利用效率仍然較低。將金屬組分以一個個原子錨定于載體上形成單原子催化劑,理論上可以實現(xiàn)貴金屬利用的最大化,達到接近100%的原子利用效率。但由于高度分散的單原子表面能高,熱力學上不穩(wěn)定,因此構建穩(wěn)定的單原子催化劑是催化領域長期追求的最具挑戰(zhàn)的目標之一。
2011年,由張濤、李雋和劉景月領導的三個團隊聯(lián)合報道了濕化學法制備的氧化鐵負載Pt單原子催化劑及其實驗和理論表征、催化性能,并在此基礎上首次提出了“單原子催化(Single-Atom Catalysis, SAC)”的概念(Nat. Chem. 2011, 3, 634.),以“M1/載體”的形式表示。SAC概念一經提出即受到廣泛關注,國內外許多研究團隊相繼開展了單原子催化劑的制備、表征和理論模擬。經過五年多的發(fā)展,單原子催化概念目前已經逐步得到國際催化界的認可,相關研究已成為多相催化領域新的研究前沿與熱點。關于單原子催化的第一篇論文也入選Nature Chemistry開刊百期以來十大高引原始論文。(文/喬波濤)
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