张洪杰院士团队：氧化还原策略助力纳米材料制备与催化性能提升
张洪杰院士团队：氧化还原策略助力纳米材料制备与催化性能提升
中国科学院院士张洪杰及其团队在纳米材料研究领域取得重要进展，通过创新性的氧化还原相互作用策略，成功制备出具有优异催化性能的多组分纳米材料。
氧化还原策略：纳米材料制备的新突破
近年来，多组分纳米材料（MCNs）因其独特的物理化学性质和广泛的应用前景而备受关注。传统的制备方法往往难以精确控制材料的尺寸、形状和组成，而氧化还原相互作用策略（Redox Interaction-Engaged Strategy, RIESs）的出现，为这一难题提供了新的解决方案。
与经典的电置换反应（Galvanic Replacement Reaction, GRR）不同，RIESs在合成过程中不发生质量交换，而是通过电子传输和纳米颗粒生成的协同作用，实现对材料结构的精确调控。这种策略不仅保留了各组分的独特性质，还能通过产生的协同效应进一步优化材料性能。
CeO2−y纳米晶体：催化性能的显著提升
在众多研究成果中，非化学计量的CeO2−y纳米晶体因其出色的催化性能而备受瞩目。CeO2基材料具有优异的氧化还原性能和储氧性能（Oxygen Storage Capacity, OSC），能够将气相氧与晶格氧转换成活性氧，这使其在汽车尾气处理等领域展现出巨大的应用潜力。
研究团队通过环境透射电子显微镜（Environmental Transmission Electron Microscopy, ETEM）对CeO2纳米立方体的催化性能进行了深入研究。实验结果显示，在400°C、氧气压为3.0×10−1Pa的条件下，碳污染去除速率为0.01±0.002 nm s−1。更令人振奋的是，通过优化材料结构，后期阶段的碳污染去除速率可提升至0.24±0.02 nm s−1，这表明CeO2聚集体内部晶体表面的碳污染去除效率显著高于外部表面。
前景展望：从基础研究到实际应用
张洪杰院士团队的这项研究不仅在理论上深化了对氧化还原反应机制的理解，更为纳米材料的实际应用开辟了新的途径。通过精确控制材料结构，研究人员能够根据具体需求定制具有特定功能的纳米材料，这为解决能源、环境和医疗等领域的重大挑战提供了新的可能。
随着研究的不断深入，氧化还原策略在纳米材料制备中的应用将更加广泛，有望推动催化技术的革命性进步，为实现可持续发展提供强大的科技支撑。