近日，中國科學院大連化學物理研究研究員傅強團隊在金屬納米催化劑的動態分散研究方面取得新進展，他們發現含水氧化性氣氛可以誘導擔載Cu納米顆粒在室溫下的自發氧化分散。相關成果發表在《自然-通訊》上。
氣氛誘導催化劑動態分散是多相催化中的一個重要現象，近年來傅強團隊在該方向取得系列進展，發現反應氣氛可以誘導動態生成高分散單原子、納米團簇和單層等結構，并呈現出增強的催化性能。
本工作中，研究人員發現負載在γ-Al2O3表面上的Cu納米顆粒，在室溫和含水氧化氣氛中可以自發分散。研究表明，氧氣和水共同誘導形成羥基化的Cu中間物種，加快Cu原子在γ-Al2O3表面上的擴散。此外，研究還發現水的引入所產生的“推”（遷移）和“拉”（錨定）效應，促進了Cu物種在室溫下從納米顆粒到單原子的結構轉變，進而增強了其在逆水煤氣變換和一氧化碳選擇氧化反應中的催化活性。
本研究證明了水在負載型金屬納米催化劑動態結構演變中的重要作用，同時發展了一種溫和條件實現燒結催化劑再分散的簡易策略。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-024-47397-z
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