我國科學家制備出實用“單原子”鉑催化劑

　　近日，大連物化所研究員張濤領銜的航天催化與新材料研究，以氧化鐵為載體，首次制備出具有實用意義的“單原子”鉑催化劑，實現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。

　　作為化學反應中不可替代的催化劑，鉑、鈀等貴金屬在諸多領域發揮著重要的作用。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。而對其進行CO的催化轉化實驗后發現，不僅單個鉑原子是穩定的，而且催化活性是傳統的納米催化劑的2~3倍。”張濤向《科學時報》記者介紹說。

　　由于催化反應總是在催化劑表面發生，對于相同質量的物質，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。但目前工業催化劑通常只能得到尺寸在1~20納米范圍內的納米粒子。因為亞納米粒度大小的微粒傾向于擴散和凝聚，從而導致催化劑失活。

　　全球每年高達50%的鉑產量都用于汽車尾氣凈化系統的三效轉化器。如果該技術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，以及各種精細化學品的合成領域，都可能成為該技術的受益者。

　　中國科學院院士林勵吾對此給予高度評價：“這是一項創新性很強的研究，開拓了催化研究的一個全新領域。”

　　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思考的問題，該研究給出了明確、響亮的肯定回答。”

　　“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，不僅可以大幅節約貴金屬用量，而且單原子相對均一的催化環境有望實現化學反應的高選擇性，減少副產物的出現，從而實現真正的綠色催化。” 張濤表示。