大连化物所傅强研究组Angew: 反应气氛动态限域活性Ag纳米团簇实现宽温区CO氧化

主要观点总结

本文主要介绍了负载型金属纳米团簇催化剂在反应中的表现，通过有效利用反应微环境，包括气体吸附层和载体表面缺陷位点，打破活性与稳定性之间的平衡。研究发现，吸附在银团簇表面的活性氧物种和氧化物载体上的表面羟基在反应过程中动态消耗与补充，驱动银颗粒的自发再分散并维持高活性银纳米团簇的稳定。基于气体-金属-载体相互作用的动态限域效应使得银纳米团簇在干燥和含水反应环境下实现CO的完全转化，并在高温下表现出高抗烧结能力。文章还介绍了第一作者和通讯作者的信息。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

金属单原子和团簇催化剂因其最大化的原子利用率和多样的表面/界面反应位点而备受关注。然而，在苛刻的反应条件下，这些催化剂易于发生粒子烧结或活性组分的流失，导致其稳定性较差。如何打破金属纳米团簇催化活性与稳定性的跷跷板效应对于金属纳米团簇催化剂的应用具有重要意义。

关键观点2: 研究内容

本文通过研究发现，富氧的CO氧化反应气氛可以诱导银纳米颗粒再分散生成银纳米团簇，实现催化剂在反应中的原位活化。系列（准）原位谱学表征结果表明，反应气氛中O2和H2O能够分别在金属表面提供吸附氧物种和金属/载体界面提供羟基物种，动态限域稳定担载银纳米团簇。所形成的Ag n /SiO2催化剂在宽温度范围内实现了CO完全转化，并在高温下表现出高抗烧结能力。

关键观点3: 研究结果

通过气氛调控银上吸附氧物种可以实现对银尺寸的精准调控。气氛可以诱导金属的分散团聚，这个过程同时也受到载体的影响。载体表面性质对银分散和团聚有影响，通过改变载体表面性质（羟基类型和含量）可以影响银的活性。所制备的Ag n /SiO2催化剂在干燥和含水反应条件下表现出优异的活性和稳定性。

关键观点4: 研究团队与通讯作者介绍

研究团队包括第一作者李荣坦和通讯作者包信和院士、傅强研究员等。包信和院士是中国科学院大连化学物理研究所的研究员和博士生导师，长期致力于多相催化、能源化学等领域的研究。傅强研究员是中国科学院大连化学物理研究所的博士生导师，主要研究方向为催化与表界面化学。课题组长期招收优秀博士生和博士后，有意者可将个人简历发送至指定邮箱。