标签： 催化剂

来源：Nature Catalysis

华威大学与MIT团队，首次利用扫描电化学池显微镜直接观察到铂催化剂表面的协同作用。研究发现，催化剂表面不同晶粒区域存在电子交流与“化学串扰”，通过分工协作（氧化/还原）驱动反应，而非孤立的热点。该发现颠覆了传统模型，为设计高效催化剂、推动清洁能源发展提供了新方向。

来源：《自然》

哈佛大学与默克科学家合作，受新冠疫情期间“混合检测”策略启发，开发出一种用于高效筛选催化剂协同组合的新方法。通过将多种催化剂候选物按特定模式混合进行批量反应实验，并利用定制算法分析反应性能数据，反推出具有协同增效作用的特定催化剂配对。该方法在模拟数据与真实钯催化脱羰交叉偶联反应中均得到验证，能大幅减少所需实验次数。该框架有望拓展至三元或更高阶催化剂组合的发现，为可持续化学与药物合成提供高效探索工具。

来源：《自然·催化》

德国弗里茨·哈伯研究所研究发现，钴氧化物（Co₃O₄）催化剂在异丙醇氧化制丙酮反应中，其表面和体相结构的动态变化对催化选择性具有决定性影响。研究通过原位X射线光谱与原位透射电镜联用，发现催化剂在200°C时处于两种能量状态之间的亚稳态“捕获”状态，此时活性和选择性达到最优。这一发现挑战了传统追求“完美稳定”晶体催化剂的设计思路，揭示了催化剂表面动态重构与缺陷化学对工业催化性能的关键作用，为理性设计高效选择性催化剂提供了新方向。

来源：《科学》

中国科学家研发出一种铜-氧化铝复合催化剂，能将氢气存储在γ-丁内酯（GBL）等油状液体中。这种液态有机储氢载体（LOHC）可在常温常压下通过现有石油设施运输，解决了传统高压/低温储氢的成本难题。该催化剂不仅价格低廉，还能有效抵抗一氧化碳等杂质的中毒效应，双向催化效率均优于贵金属催化剂，为氢能大规模商业化应用提供了关键技术突破。

来源：《美国化学会志》

阿卜杜拉国王科技大学团队开发出一种单原子铜修饰的三氧化钨光催化剂，在可见光照射下每小时产生102微摩尔过氧化氢，效率达传统无铜催化剂的17.3倍。该催化剂通过精确调控原子级电子态，有效捕获并激活氧分子，引导氧还原反应优先选择双电子路径（生成H₂O₂）而非热力学更有利的四电子路径（生成水）。该技术为绿色合成过氧化氢（产物仅为水）提供了可持续方案，有望推动燃料电池等清洁能源应用。

来源：《自然·能源》

中国研究团队开发了一种新型光催化系统，通过在多孔二氧化钛（TiO₂）中嵌入金纳米颗粒并利用蒸汽活化，实现了甲烷到丙烷的高效转化。该系统在365纳米波长下丙烷选择性达91.3%，表观量子效率39.7%，每小时产量1.4毫摩尔。机理研究表明，拉伸应变金与纳米孔限域微环境共同稳定乙烷中间体，促进C2–C1耦合生成丙烷，为太阳能驱动甲烷清洁转化提供经济可行路径。

来源：《自然-通讯》

研究通过原位扫描电镜和近常压X射线光电子能谱等技术，首次系统解析了工业氨合成催化剂在活化过程中的结构演变。研究发现，钾、钙、铝等助催化剂通过形成“水泥状”矿物相，构建稳定的多孔结构并生成高分散K⁺活性物种（氨化钾），显著提升催化剂效率与寿命。该成果揭示了催化剂表面在工作状态下的动态特性，为设计更高效、可持续的下一代合成氨催化剂奠定基础。