【儀表網 研發快訊】近日，中國科學院大連化學物理研究所能源催化轉化全國重點實驗室納米與界面催化研究中心表面科學與界面催化研究組(521組)傅強研究員團隊在固體表面水吸附層介導金屬活性物種溢流研究取得新進展，發現在室溫和潮濕條件下，載體表面會形成超薄吸附水層，誘導擔載金屬物種在不同載體之間發生跨顆粒遷移，從而在溫和條件下實現金屬“溢流”現象，并提升了催化劑的催化性能。
水在多相催化中發揮著至關重要的作用，不僅可以作為反應物、生成物或反應介質參與催化過程，還會深刻影響催化劑表/界面的結構與性質。近年來，傅強團隊聚焦界面水的催化作用，系統揭示了水分子及其解離產物(如OH)在催化表界面結構動態演化中的關鍵作用。研究發現，水(H2O)在固體表面解離生成的OH可以顯著促進金屬在氧化物載體上的表面遷移；而H2O在固體表面形成超薄水分子層，則促進金屬或氧化物納米結構的動態轉變(Chem. Sci.，2025；Angew. Chem.，2025；Nano Res.，2024；Nat. Commun.，2024)。
在本工作中，團隊進一步發現，在近室溫和潮濕氣氛下，親水載體表面形成的超薄水分子吸附層不僅驅動了擔載金屬形成金屬羥基中間物種，并促進其表面擴散，還可作為連接不同載體的“分子橋梁”實現金屬物種的跨顆粒遷移。該過程在機理上與氫溢流相似，研究團隊將其定義為“金屬溢流(metal spillover)”。該研究將“溢流”概念從非金屬擴展至金屬物種，也為探索“室溫動態催化”提供了新途徑。
相關研究成果以“Water adlayers bridging metal spillover to boost catalytic activity”為題，于近日發表在《自然-通訊》(Nature Communications)上。該成果的共同第一作者是我所521組博士畢業生范雅梅和博士后李榮坦。該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國科學院碳中和光子科學中心等項目的資助。
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