北科院分析測試所在探索催化活性位點動態演化方面發表重要綜述文章

圖1. 論文相關信息

圖2. 原位（in situ）和操作條件（operando）表征技術示意圖

催化是應用背景廣泛、綜合性強的學科，是當前化學學科的前沿和化學工業的支柱，它在能源的開發利用、環境污染的防治和化學品的生產研究中正起著越來越重要的作用。普遍認為催化劑表面活性位點（active site）是實際發生催化反應的部位，隨著研究的深入和表征技術的發展，研究人員發現活性位點的形態、結構、尺寸不是一成不變的，明晰催化劑活性位點的識別與理解對于提高催化效率十分必要且關鍵。

本文詳細探討了不同反應條件下，活性位點如何在單原子、團簇和納米顆粒之間動態轉變，以及這些轉變如何影響催化性能。文章指出，通過原位（in situ）和工況條件下的（operando）表征技術，研究者能夠實時監控活性位點的微觀結構變化及其催化性能的同步變化，從而更精確地揭示催化過程中的活性位點本質。該研究成果不僅為科學界對催化劑結構與性能關系提供了思路，也為設計新型高效催化劑提供了理論基礎。此外，研究還討論了識別反應過程中真實活性位點所面臨的挑戰及未來的研究方向，預示著催化研究中的新領域。

本文為催化性能提升提供了全新視角，是北京市科學技術研究院分析測試研究所（以下簡稱“分析測試所”）先進材料創制及原位表征研究團隊在推進新材料合成、催化相關基礎及應用研究的重要階段性成果，展示了分析測試所在落實我院新材料前瞻布局、加強前沿技術研發、提升創新能力、培育新質生產力方面的重要進展。

本文得到國家自然科學基金、北京市自然科學基金、北科青年學者、北科萌芽計劃資助，并以“Understanding the Dynamic Evolution of Active Sites among Single Atoms, Clusters, and Nanoparticles”（鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202415265）為題發表于國際頂尖期刊Advanced Materials（先進材料）（影響因子27.4）。北京市科學技術研究院段鵬飛和清華大學楊洪襯為本論文的第一作者，分析測試所劉向文研究員、武漢理工大學熊玉立副研究員、清華大學王定勝教授為本論文的通訊作者。