我國科學(xué)家**制備出具有實用意義的“單原子”鉑催化劑

近日，大連物化所研究員張濤領(lǐng)銜的航天催化與新材料研究，以氧化鐵為載體，**制備出具有實用意義的“單原子”鉑催化劑，實現(xiàn)了多相催化劑制備從納米水平到原子水平的重大推進，極大提高了貴金屬催化劑的利用率。

作為化學(xué)反應(yīng)中不可替代的催化劑，鉑、鈀等貴金屬在諸多領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。但是資源稀缺所帶來的昂貴價格，無疑成為橫亙在催化劑制造商面前的一道難題。因此，如何提高貴金屬的原子利用效率一直是催化劑制備科學(xué)的核心問題之一。

“透過超高分辨掃描透射電子顯微鏡可以看到，我們的催化劑中所有的鉑都是呈單原子分散狀態(tài)。而對其進行CO的催化轉(zhuǎn)化實驗后發(fā)現(xiàn)，不僅單個鉑原子是穩(wěn)定的，而且催化活性是傳統(tǒng)的納米催化劑的2~3倍?！睆垵颉犊茖W(xué)時報》記者介紹說。

由于催化反應(yīng)總是在催化劑表面發(fā)生，對于相同質(zhì)量的物質(zhì)，被分散得越細小時，可以暴露的表面原子越多，表面積總和越大，催化效果也就越好。但目前工業(yè)催化劑通常只能得到尺寸在1~20納米范圍內(nèi)的納米粒子。因為亞納米粒度大小的微粒傾向于擴散和凝聚，從而導(dǎo)致催化劑失活。

全球每年高達50%的鉑產(chǎn)量都用于汽車尾氣凈化系統(tǒng)的三效轉(zhuǎn)化器。如果該技術(shù)能得到進一步完善和推廣，將會大大減少貴金屬的用量。同時燃料電池的電極催化，以及各種精細化學(xué)品的合成領(lǐng)域，都可能成為該技術(shù)的受益者。

科學(xué)院院士林勵吾對此給予高度評價：“這是一項**性很強的研究，開拓了催化研究的一個全新領(lǐng)域?！?/p>

西北太平洋國家實驗室的教授Charles H. F. Peden對此給予了高度評價：“這是一項非常及時、令人興奮的研究工作，單個原子是否能夠作為多相催化劑中的活性位是催化界曾經(jīng)思考的問題，該研究給出了明確、響亮的肯定回答?！?/p>

“接下來，我們還將進行其他貴金屬的單原子催化研究，如果進展順利，不僅可以大幅節(jié)約貴金屬用量，而且單原子相對均一的催化環(huán)境有望實現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的高選擇性，減少副產(chǎn)物的出現(xiàn)，從而實現(xiàn)真正的綠色催化?！?張濤表示。