近日，大連化物所催化與新材料研究中心研究員喬波濤、院士張濤團(tuán)隊(duì)和新加坡國立大學(xué)教授顏寧、日本京都大學(xué)教授Hiroyuki Asakura以及北海道大學(xué)教授Min Gao合作，發(fā)現(xiàn)離子液體可增加單原子團(tuán)聚的活化能、可調(diào)節(jié)金屬單原子的氧化價(jià)態(tài)，從而開發(fā)出離子液體穩(wěn)定的高效單原子催化劑。
負(fù)載型單原子催化劑(SACs)以其原子利用率最大化和活性位均一等特點(diǎn)而展現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能，現(xiàn)已成為多相催化領(lǐng)域的研究前沿與熱點(diǎn)。如何有效地穩(wěn)定單原子催化劑，是這一領(lǐng)域的研究難點(diǎn)。在目前已有的多例高溫穩(wěn)定單原子催化劑報(bào)道中，還沒有對(duì)單原子進(jìn)行穩(wěn)定的通用策略。
離子液體可以提供“電子保護(hù)層”從而有效穩(wěn)定納米粒子。顏寧團(tuán)隊(duì)首次提出采用離子液體穩(wěn)定單原子的策略，研究了幾種常見離子液體對(duì)不同載體負(fù)載的Pt1單原子的穩(wěn)定效果；隨后與大連化物所研究員喬波濤團(tuán)隊(duì)合作，在HAP負(fù)載Pd1單原子上也取得成功，并應(yīng)用于具有重要應(yīng)用背景的乙炔選擇加氫反應(yīng)中，在保持活性不變甚至略有提高的條件下，顯著抑制了催化劑中Pd1單原子的團(tuán)聚，大大改善了催化劑穩(wěn)定性，證明了該方法的普適性。由于離子液體的物化性質(zhì)可通過對(duì)陰陽離子的改變而調(diào)控，因此利用離子液體穩(wěn)定單原子催化劑成為一種簡(jiǎn)單的穩(wěn)定單原子催化劑的通用策略。
該研究為高穩(wěn)定單原子催化劑的開發(fā)提供了新思路，相關(guān)成果在線發(fā)表于《化學(xué)》（Chem）上。 （文/郭亞琳 圖/丁世鵬）
