北科院分析测试所在探索催化活性位点动态演化方面发表重要综述文章

北科院分析测试所在探索催化活性位点动态演化方面发表重要综述文章

近日，北京市科学技术研究院分析测试所在催化活性位点动态演化研究方面取得重要进展，相关成果发表在国际顶尖期刊《Advanced Materials》上。研究团队通过原位和操作条件下的表征技术，揭示了活性位点在不同条件下的动态转变机制，为设计新型高效催化剂提供了理论基础。

催化是应用背景广泛、综合性强的学科，是当前化学学科的前沿和化学工业的支柱，它在能源的开发利用、环境污染的防治和化学品的生产研究中正起着越来越重要的作用。普遍认为催化剂表面活性位点（active site）是实际发生催化反应的部位，随着研究的深入和表征技术的发展，研究人员发现活性位点的形态、结构、尺寸不是一成不变的，明晰催化剂活性位点的识别与理解对于提高催化效率十分必要且关键。

图2. 原位（in situ）和操作条件（operando）表征技术示意图

本文详细探讨了不同反应条件下，活性位点如何在单原子、团簇和纳米颗粒之间动态转变，以及这些转变如何影响催化性能。文章指出，通过原位（in situ）和工况条件下的（operando）表征技术，研究者能够实时监控活性位点的微观结构变化及其催化性能的同步变化，从而更精确地揭示催化过程中的活性位点本质。该研究成果不仅为科学界对催化剂结构与性能关系提供了思路，也为设计新型高效催化剂提供了理论基础。此外，研究还讨论了识别反应过程中真实活性位点所面临的挑战及未来的研究方向，预示着催化研究中的新领域。

本文为催化性能提升提供了全新视角，是北京市科学技术研究院分析测试研究所（以下简称“分析测试所”）先进材料创制及原位表征研究团队在推进新材料合成、催化相关基础及应用研究的重要阶段性成果，展示了分析测试所在落实我院新材料前瞻布局、加强前沿技术研发、提升创新能力、培育新质生产力方面的重要进展。

本文得到国家自然科学基金、北京市自然科学基金、北科青年学者、北科萌芽计划资助，并以“Understanding the Dynamic Evolution of Active Sites among Single Atoms, Clusters, and Nanoparticles”（链接：https://doi.org/10.1002/adma.202415265）为题发表于国际顶尖期刊Advanced Materials（先进材料）（影响因子27.4）。北京市科学技术研究院段鹏飞和清华大学杨洪衬为本论文的第一作者，分析测试所刘向文研究员、武汉理工大学熊玉立副研究员、清华大学王定胜教授为本论文的通讯作者。