近日
，中国科学技术大学曾杰课题组、华盛顿州立大学Yong Wang课题组、加利福尼亚大学戴维斯分校Bruce C.Gates课题组和亚利桑那州立大学刘景月课题组合作
，在《天然》杂志上颁发了最新钻研成就。该工作报路了一种“纳米岛”限域的原子级分散催化剂
，突破了传统催化剂活性和不变性的矛盾。

在多相催化中
，原子级分散的金属催化剂因拥有怪异的几何和电子个性、最高的原子利用效能和均匀的活性位点而备受关注。然而
，高度分散的金属原子或因高表表能而移动团圆
，不变性差；或因与载体作用过强而固定不动
，导致活性位点钝化。因而
，若何获取“动而不聚”的金属活性位点
，从而突破催化剂活性和不变性的对抗矛盾
，一向是催化领域悬而未解的难题之一。

鉴于此
，钻研人员设计出一种“纳米岛”型催化剂
，即活性金属原子被隔离在“岛”上
，可在各自的“岛”内移动但跨“岛”迁徙碰壁
，进而实现原子的动态限域不变。

为了实现这一指标
，首先必要拔取适当的资料别离用作“纳米岛”和载体。金属原子与“纳米岛”的作使劲需远强于它与载体的作使劲
，不然易脱离各自的“纳米岛”。因而
，钻研人员在设计的模型催化剂中拔取和金属作用强的氧化物作为“岛”（例如氧化铈）
，作用弱的氧化物作为支持“岛”的载体（例如氧化硅）。

其次
，为了高效地分隔金属原子
，“岛”必要有足够高的密度和足够幼的尺寸。传统的造备步骤（例如固液混合浸渍法等）容易造成“岛”的尺寸过大且不均匀。钻研人员开发出一种液相静电吸附的合成步骤
，首先将高密度迪腈原子附着在氧化硅表表
，随后使其自下而上受控团圆为仅2纳米的孤立“岛”。

最后的难点在于将金属原子正确地搁置在“纳米岛”上。为此
，钻研人员再次借助液相静电吸附法
，并奇妙利用零电点道理
，使氧化铈岛和氧化硅载体表表别离带上相反电荷。由于异性电荷相互吸引的作用
，负电性的铂先驱体只会被选择性地吸附在带正电的氧化铈“纳米岛”上
，而不会在带负电的氧化硅载体上
，从而实现了铂原子的择位成长。由于幼尺寸“纳米岛”的吸附面积有限
，通过节造铂先驱体浓度
，就能够实显旖均每个“岛”上不超过一个铂原子的指标。

不变性钻研批注
，氧化铈“纳米岛”上的铂原子能够抵抗高达600摄氏度的空气煅烧。出格地
，铂原子在高温下的氢空气围中只会限造在“岛”内移动
，不会跨“岛”团圆
，实现了活性位点的“动而不聚”。经此活化后的催化剂
，在催化一氧化碳氧化反映的速度提升两个数量级并兼具高不变性。

这一工作为突破催化剂活性和不变性的矛盾提供了新的解决思路。将来
，通过选择特定资料的载体、“纳米岛”和活性金属原子
，有望将该“纳米岛”类型催化剂利用于分歧的催化反映。（起源：光明日报）