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新華社沈陽4月16日電(記者王瑩)催化發生時，氧原子居然在“串門”?近日，中國科學院大連化學物理研究所張濤院士、黃延強研究員團隊，聯合劉偉研究員及南方科技大學王陽剛副教授等團隊在多相催化的溢流效應認識上取得了重要進展。該研究首次在原子尺度上觀察并證實了金屬/載體界面控制的體相氧溢流現象，明確了該現象在多相催化反應中的重要作用，并據此提出了金屬-載體的“表面-界面-體相”協同催化的新機制。相關成果于北京時間4月15日發表在《自然》期刊上。
體相氧溢流現象是指催化劑內部的氧原子，通過金屬與載體之間的界面通道，向金屬活性中心進行跨尺度“滲透”與“遷移”的動態過程。這一現象突破了傳統認知中催化反應僅發生于材料表面的局限，揭示了催化劑體相內部也深度參與了反應調控，為未來設計高性能、高穩定性的工業催化劑提供了全新的理論視角。此前，科研界對催化劑表面的溢流行為已有深入認識，但關于負載型金屬催化劑的體相是否存在類似的溢流過程，以及其如何影響催化反應仍是未解之謎。
研究團隊聚焦于高性能負載型釕基催化劑的研發，利用原子分辨環境透射電鏡，從原子尺度原位解析了金紅石型二氧化鈦中釕單顆粒的氧化機制，并首次在該過程中觀測到體相氧溢流，證實了載體中的晶格氧以空位介導的方式通過界面輸運至金屬顆粒。
該研究基于顯微可視化證據，發現了金屬-載體三維體相參與催化過程的新機制，并揭示了界面結構對反應活性物質遷移的關鍵影響，為多相催化界面結構設計及動態反應特征提供了新的理論認識。
原標題：科研人員觀測到金屬/載體界面的體相氧溢流
值班主任：高原
責任編輯：田艷敏關鍵詞：